Wie ein achtmonatiger Winterschlaf uns helfen könnte, die Uhr anzuhalten: Gelbbauchmurmeltiere können den Alterungsprozess während ihres Winterschlafs von September bis Mai eines jeden Jahres praktisch anhalten
- Eine Studie über Gelbbauch-Murmeltiere ergab, dass der Winterschlaf sie vor dem Altern schützt
- Wissenschaftler der UCLA in Kalifornien analysierten Blutproben von 73 Murmeltieren
- Während ihrer Ruhephasen „fühlen sich die Nagetiere wie flockige, kalte Steine“
- Sie verlangsamen ihre Atmung und senken ihre Körpertemperatur, um Körperfett zu sparen
- Menschen könnten Bedingungen zur Aufbewahrung von Spenderorganen oder für Weltraummissionen nachahmen
Es wurde festgestellt, dass Gelbbauchmurmeltiere den Alterungsprozess praktisch stoppen, während sie bis zu acht Monate im Jahr Winterschlaf halten.
Forscher der University of California, Los Angeles (UCLA) entdeckten, dass die biologische Alterung der großen Ziesel während ihrer Ruhephase ins Stocken geriet.
Die Wissenschaftler verfolgten die “epigenetischen Veränderungen” – chemische Modifikationen, die an der DNA auftreten – in Blutproben von 73 weiblichen Murmeltieren im Alter von zwei Jahren.
Während des Winterschlafs verbrennen die 6 kg schweren Tiere jeden Tag nur ein einziges Gramm Fett und verwandeln sich in „flauschige, kalte Felsen“, so Professor Daniel Blumstein, der die Studie beraten hat.
Basierend auf den Ergebnissen schlagen die Forscher vor, dass es biologische Vorteile haben könnte, wenn Menschen Winterschlafbedingungen annehmen, beispielsweise während langfristiger Weltraummissionen oder wenn Organe für Transplantationen konserviert werden.
Blutproben von Gelbbauchmurmeltieren in Colorado ergaben, dass die Tiere den Alterungsprozess während des Winterschlafs praktisch stoppen, und es wird angenommen, dass dies das Geheimnis ihrer langen Lebensdauer ist
Die Wissenschaftler verfolgten die “epigenetischen Veränderungen” – chemische Modifikationen, die an der DNA auftreten – in Blutproben von 73 weiblichen Murmeltieren im Alter von zwei Jahren. Während des Winterschlafs verbrennen die 6 kg schweren Tiere jeden Tag nur ein einziges Gramm Fett und verwandeln sich in „flauschige, kalte Felsen“, so Professor Daniel Blumstein, der die Studie beraten hat
Blutproben wurden alle zwei Wochen für über 14 Sommersaisons im Rocky Mountain Biological Laboratory in Colorado entnommen, wenn die Tiere oberirdisch aktiv sind.
Aus den Daten erstellten die Wissenschaftler ein statistisches Modell, mit dem sie abschätzen konnten, was während ihres jährlichen Winterschlafs von September bis Mai passiert.
Während der Wintermonate durchlaufen die Tiere Perioden, in denen ihre Atmung verlangsamt ist und sie ihre Körpertemperatur senken, was in der Folge ihren Stoffwechsel ankurbelt.
Die Hauptautorin und Doktorandin Gabriela Pinho sagte: „Unsere Ergebnisse aus verschiedenen statistischen Ansätzen zeigen, dass die epigenetische Alterung während des Winterschlafs im Wesentlichen zum Erliegen kommt.
“Wir fanden heraus, dass das epigenetische Alter von Murmeltieren während der aktiven Saison ansteigt, während des Winterschlafs aufhört und in der nächsten aktiven Saison weiter ansteigt.”
Gelbbauch-Murmeltiere können bis zu 15 Jahre alt werden, und Forscher sagten, dieser Prozess hilft zu erklären, warum ihre durchschnittliche Lebensdauer länger ist, als aufgrund ihres Körpergewichts zu erwarten wäre.
Kleine Säugetiere durchlaufen Phasen der Stoffwechselunterdrückung, die bis zu zwei Wochen andauern, um kalte Temperaturen und Nahrungsmangel zu überstehen.
Während des Winterschlafs verbrennen Murmeltiere täglich nur ein einziges Gramm Fett und verwandeln sich in „flauschige, kalte Felsen“, indem sie ihre Atmung verlangsamen und ihre Körpertemperatur senken
Dies wechselt sich mit kürzeren Perioden mit erhöhtem Stoffwechsel ab, die im Allgemeinen weniger als einen Tag dauern.
Sie verbrauchen eine winzige Menge an Energie und verbrennen nur etwa ein Gramm Fett pro Tag, wodurch sie Energie sparen und lange Zeiträume ohne Nahrung überleben können.
Während ihrer aktiven Sommersaison fressen Murmeltiere das Doppelte ihres Gewichts an Nahrung, damit sie genügend Fett haben, um den nächsten Winterschlaf zu überstehen.
Das Forschungsteam stellte fest, dass diese Praktiken zur Jugendlichkeit der Murmeltiere beitragen und wahrscheinlich auch bei anderen Säugetieren im Winterschlaf vorkommen.
Blumstein, Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie, sagte: „Die Tatsache, dass wir diese verringerte Alterung während des Winterschlafs in einer Wildpopulation nachweisen können, bedeutet, dass der Effekt des Winterschlafs auf die Verlangsamung des Alterns wirklich stark ist.
„Diese Studie war nur möglich, weil wir Zugang zu Blutproben von frei lebenden Tieren hatten, deren Alter bekannt ist.
“Nicht viele Wildpopulationen verfügen über detaillierte Informationen über das individuelle chronologische Alter, und dies verstärkt die Bedeutung langfristiger Feldprojekte.”
Pinho fügte hinzu: “Diese Studie kommt Wissenschaftlern am nächsten, um zu zeigen, dass biologische Prozesse, die am Winterschlaf beteiligt sind, wichtige Beiträge zu ihrer längeren als erwarteten Lebensdauer basierend auf ihrem Körpergewicht leisten.”