Eines Tages erhielt ich aus heiterem Himmel einen Anruf von zwei Meeresbiologen in Wales. Soweit ich mich erinnere, sagten sie so etwas wie „Hallo, Dr. Austad. Wir sind Meeresbiologen, die Muscheln studieren, die sehr lange leben. Möchten Sie mit uns zusammenarbeiten, um zu untersuchen, wie sie das machen?“
Als Biologe des Alterns, der vielleicht am besten dafür bekannt ist, darauf zu wetten, dass die erste 150-jährige Person bereits lebt, bekomme ich eine ganze Reihe von verrückten Anrufen und E-Mails von Menschen, die ewig leben wollen – oder bereits wissen, wie das geht ewig leben und nur meine Hilfe bei der Verbreitung des Wortes wollen. Um in diesem Fall höflich zu sein, erinnere ich mich, dass meine Antwort so etwas wie „Möglicherweise. Was meinst du mit ‚sehr lange‘?“
„Jahrhunderte.“
Ich hielt das Telefon von meinem Ohr weg. Es war ein transatlantischer Anruf. Vielleicht hatte ich mich verhört. „Tut mir leid, ich dachte, du hättest ‚Jahrhunderte‘ gesagt.“
„Ja, das stimmt – Jahrhunderte.“
Ein paar Monate später saßen zwei Forscher der Universität Bangor in meinem Büro und erzählten mir von der Langlebigkeit von Muscheln – Tieren mit aufklappbaren Schalen (Klappen), darunter Muscheln, Austern, Jakobsmuscheln und Miesmuscheln. Ich erfuhr, dass die Forscher das genaue Alter – auf das Jahr genau – jeder einzelnen Muschel bestimmen konnten. Sie haben es genannt Sklerochronologie– buchstäblich Dating Dinge durch harte Teile. Das Wort wurde nachempfunden Dendrochronologie, die Datierung von Bäumen anhand ihrer Jahresringe. Muschelarten, die in Gewässern mit saisonalen Temperaturschwankungen und/oder Nahrungsverfügbarkeit leben, entwickeln Jahresringe in der Schale. Wenn sich das Leben zweier Muscheln überschneidet, können Wissenschaftler ihre Reihe von breiteren und schmaleren Ringen ausrichten und so ihre Geburts- und Todesdaten zurückdatieren. Durch den Vergleich von Reihen von Ringen aus aufeinanderfolgend älteren Schalen konnten Wissenschaftler Schalen von Muscheln identifizieren, die bereits im Jahr 649 n. Chr. Geboren wurden.
Die Sklerochronologie ermöglichte es Wissenschaftlern, Ming, die älteste Muschel aller Zeiten, zu entdecken. Ming war ein Ozean-Quahog (Arctica Islandica), auch als Mahagoni-Quahog bekannt. Arktis lebt auf den Kontinentalsockeln auf beiden Seiten des Nordatlantiks. Sie scheinen kühles bis kaltes Wasser zu bevorzugen, und sie leben selten dort, wo die Meerestemperatur etwa 16 ° C (61 ° F) übersteigt. Diese besondere berühmte Muschel wurde in der Presse als Ming – Ming das Weichtier – gesalbt, nachdem ihr hohes Alter entdeckt worden war, weil sie während der chinesischen Ming-Dynastie im Jahr 1499 geboren wurde. Um das ins rechte Licht zu rücken, zum Zeitpunkt ihrer Geburt Leonardo da Vinci war gerade mit dem Lackieren fertig Das letzte Abendmahl. Christoph Kolumbus befand sich mitten auf seiner dritten Reise in die sogenannte Neue Welt. Copernicus hatte seine radikale Theorie, dass die Erde die Sonne umkreist und nicht umgekehrt, noch nicht veröffentlicht. Shakespeare würde erst in 65 Jahren geboren werden.
Ming verbrachte den ersten Teil ihrer Jugend wie alle Muscheln damit, ziellos in der Wassersäule umherzuirren, bevor sie sich schließlich in etwa 80 Metern (260 Fuß) Wasser vor der Nordküste Islands niederließ. Es durchlebte den Rest der Kleinen Eiszeit und Islands jahrhundertelange Transformation von einem ländlichen, dünn besiedelten Land in eine der am höchsten technologischen Gesellschaften der Welt. Ming erlebte auch den Aufstieg der Wissenschaft, bis die Wissenschaft sie 2006 tötete, um alle historischen Informationen zu extrahieren, die sie liefern konnte: Muschel-Sklerochronologie erfordert die Untersuchung einer Muschel im Querschnitt, was nur möglich ist, nachdem der Bewohner entfernt wurde – oder, wie wir Biologen sagen es gerne, geopfert. Mings Überreste wurden auf See bestattet. Falls Sie nicht mitzählen, das machte Ming 507 Jahre alt, als es im Dienst der Wissenschaft geopfert wurde.
Als Gruppe können Muscheln die am längsten lebenden Tiere sein. Es wurde dokumentiert, dass zahlreiche Arten ein Jahrhundert oder länger leben, darunter die pazifische Geoduck-Muschel (168 Jahre) mit ihrem lächerlich langen Siphon, die Süßwasserperlmuschel (190 Jahre) und die kürzlich entdeckte riesige Tiefseeauster – die das nicht hat Jahresringe, sondern mit Radiokohlenstoff datiert, mit all der Unsicherheit, die dies mit sich bringt, auf mehr als 500 Jahre. Warum diese Kreaturen so lange leben, bleibt ein großes Rätsel – oder wirklich, das großes Rätsel, soweit es meine eigene Forschung betrifft. Erklärungen gibt es zuhauf, und jede Möglichkeit bietet einen verlockenden Hinweis auf die Grundlage der Langlebigkeit. Ein besseres Verständnis könnte helfen aufzudecken, wie eine ganze Reihe von Tieren, von Muscheln über Röhrenwürmer bis hin zu Haien, das Altern aufhalten. Ihre Geheimnisse könnten wiederum auf eine Wissenschaft hinweisen, die dazu beitragen würde, das Leben der Kreaturen zu verlängern, die uns am wichtigsten sind: uns.
Das lange Leben von Muscheln könnte auf bestimmte natürliche Merkmale zurückzuführen sein, die sie haben, die Umgebung, in der sie leben, oder die Art und Weise, wie sie sich verhalten – oder, am wahrscheinlichsten, eine Kombination aus allen dreien. Wie viele langlebige Tiere sind Muscheln wechselwarm oder kaltblütig und beziehen Wärme aus ihrer Umgebung, anstatt sie selbst zu produzieren. Ektothermische Kreaturen, insbesondere solche, die in kalten Umgebungen leben, könnten zwei Prozesse umgehen, die beim Altern eine Rolle spielen könnten: Einige Biologen glauben, dass ihre Körper weniger Sauerstoffradikale produzieren, weil sie sich nicht selbst erwärmen – giftige Moleküle, die das Nebenprodukt der Mitochondrien sind Aktivität und werden seit langem als Ursache des Alterns vorgeschlagen. Sie können auch eine geringere Rate an Proteinfehlfaltung aufweisen. (Proteine erfordern eine komplexe, origamiartige Faltung, um ihre eigentlichen Funktionen zu erfüllen, und der Verlust dieser präzisen Faltung im Laufe der Zeit kann zur Alterung beitragen.)
Muscheln haben auch niedrige Stoffwechselraten, die wahrscheinlich ähnliche Vorteile bringen; Die meisten Muscheln ducken sich und bewegen sich selten als Erwachsene. Arktis, die selbst unter Muscheln einen besonders langsamen Stoffwechsel aufweist, ist eine der am langsamsten wachsenden bekannten Arten. Es scheint auch unter den Muscheln außergewöhnlich zu sein, da es in der Lage ist, niedrige Sauerstoffwerte zu überleben: Arktis zwei Monate in völliger Abwesenheit von Sauerstoff überlebt haben, unterstützt durch ihre Fähigkeit, ihren Stoffwechsel bis zu einer Woche auf einen winzigen Bruchteil (vielleicht nur 1 Prozent) der normalen Rate zu reduzieren.
Das Leben in der Kälte, das auch die Produktion von Sauerstoffradikalen und die Fehlfaltung von Proteinen verringern kann, kann auch für einige Muscheln eine Rolle spielen. Ming zum Beispiel lebte in Wasser mit einer Temperatur von etwa 6 bis 7 Grad Celsius (43 bis 45 Grad Fahrenheit). Im wärmeren Wasser, Arktis scheinen kurzlebiger zu sein. In der Ostsee zum Beispiel scheinen sie nicht länger als 50 Jahre zu leben, obwohl unklar ist, ob dies an den wärmeren Temperaturen der Ostsee, dem niedrigen und variablen Salzgehalt aufgrund all der Flüsse, die in sie münden, liegt , die Verschmutzung durch diese Flüsse oder die Untiefe des Meeres (es hat eine durchschnittliche Tiefe von 55 Metern oder 180 Fuß) mit all der damit verbundenen Umweltinstabilität. Und es kann Muscheln um kalte Quellen oder auf dem Meeresboden der Antarktis geben, die Ming wie einen Whippersnapper aussehen lassen. Wir wissen es einfach nicht.
Ein weiterer wahrscheinlicher Vorteil: Viele Muscheln leben ein ziemlich sicheres Leben. Der Ozean ist, sobald Sie die Oberflächenschichten verlassen haben, ein relativ stabiler Ort zum Leben. Je tiefer Sie gehen, desto besser sind Sie vor plötzlichen Umweltveränderungen geschützt. Je länger eine Muschel lebt, desto größer und dicker wird ihre Schale, wodurch die Anzahl potenzieller Raubtiere, die sie durchbrechen können, allmählich verringert wird. Viele Muschelarten leben auch teilweise oder vollständig im Schlamm des Meeresbodens untergetaucht, was die Dinge noch sicherer macht.
Wenn diese Faktoren dazu beitragen, die außergewöhnliche Langlebigkeit einiger Muschelarten zu erklären, könnten wir erwarten, dass ihr Gegenteil ein kurzes Leben vorhersagt – selbst bei Muscheln. Wenn es zum Beispiel Muschelarten gäbe, die in warmen, flachen, weniger stabilen Oberflächengewässern lebten und sich beispielsweise durch aktives Schwimmen Gefahren aussetzten (was auch eine höhere Stoffwechselrate erfordern würde), könnten Sie erwarten, dass sie kurz sind. lebte. Ja, solche Muscheln gibt es: Die Jakobsmuschel lebt in warmen, seichten Gewässern. Und tatsächlich lebt es nur ein oder zwei Jahre.
Das Schöne an den meisten dieser langlebigen – und auch kurzlebigen – Muscheln ist, dass sie ins Labor gebracht und untersucht werden können. Meine Kollegen und ich machen das schon seit einiger Zeit. Obwohl wir noch nicht behaupten können, das Geheimnis ihrer 500-jährigen Lebensdauer entdeckt zu haben, haben wir zwei bestehende Theorien untersucht.
Erstens, wenn die Langlebigkeit mit der Fähigkeit zusammenhängt, Schäden durch Sauerstoffradikale zu widerstehen, wie viele Wissenschaftler glauben, wäre Ming gut geschützt gewesen. Wir wissen das, weil meine Studenten und ich eines Sommers im Marine Biological Laboratory in Massachusetts untersucht haben, wie gut verschiedene Muschelarten Sauerstoffradikalstress überleben können. Fischerboote in der Nähe verkauften uns welche Arktis. Wir haben auch einige Tafelmuscheln gekauft, die bis zu einem Jahrhundert alt werden können; mehrere andere Muschelarten, die etwa 20 Jahre alt werden; und einige Jakobsmuscheln. Dann füllten wir einige Sauerstoffradikale erzeugende Chemikalien in ihre Tanks und zeichneten auf, was passierte. Die Ergebnisse waren bemerkenswert. Die normalerweise kurzlebigen Jakobsmuscheln starben alle innerhalb von zwei Tagen. Die 20-jährigen Muscheln starben am fünften Tag. Es dauerte 11 Tage, bis die Hälfte der 100-jährigen Tafelmuscheln starb. Noch die Arktis schien unbeeindruckt. Nach zwei Wochen blieben sie am Leben und schienen glücklich wie eine Muschel. Wir haben mehrere andere Chemikalien ausprobiert, die Zellen auf verschiedene Weise schädigten, mit ähnlichen Ergebnissen. Diese Beobachtungen bestätigten, was bei Standard-Labortieren beobachtet worden war: Tiere, die länger lebten, konnten stärkere Angriffe durch die schädlichen Nebenprodukte des Lebens, wie Sauerstoffradikale, tolerieren. Das Verständnis der Natur dieser größeren Toleranz könnte uns möglicherweise etwas darüber lehren, wie wir länger bei guter Gesundheit leben können.
Das zweite, was wir entdeckt haben Arktis war köstlich in seiner Ironie. Obwohl Muscheln alles fehlt, was vernünftigerweise als Gehirn bezeichnet werden könnte, Arktis könnte nur einen therapeutischen Schlüssel zur Alzheimer-Krankheit enthalten. Wir wollten untersuchen, ob Arktis haben einen besseren Schutz gegen Proteinfehlfaltung. Wenn Proteine falsch gefaltet werden, können sie nicht nur ihre normale Zellfunktion nicht mehr erfüllen, sie werden auch klebrig und verklumpen. Die bekannten Plaques und Verwicklungen im Gehirn – Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit – sind Klumpen klebriger, falsch gefalteter Proteine. Wir wandten eine Reihe bekannter Methoden zur absichtlichen Fehlfaltung von Proteinen auf den flüssigen Zellextrakt von Muschelarten an, die nur bis zu sieben Jahre lebten, zusammen mit einer anderen Art, die bis zu 30 Jahre lebte, eine andere, die 100 Jahre lebte, bis hin zu Arktis, die 500-jährige Art. Wir fanden heraus, dass, egal wie viele Möglichkeiten wir versuchten, Proteine aus dem Arktis widersetzten sich weitgehend unseren Versuchen, sie falsch zu falten. Arktis‘s Proteinschutzmaschinerie funktionierte besser als alle anderen Muscheln’. Tatsächlich funktionierte es besser als ein ähnlicher Extrakt aus menschlichem Gewebe mit jedem Protein, das wir ausprobierten. Wir haben es sogar mit menschlichem A-beta versucht, dem Protein, das Alzheimer-Plaques bildet.
An diesem Punkt fingen wir an, sehr aufgeregt zu werden. Wenn wir das Molekül oder die Moleküle darin isolieren könnten ArktisProteinerhaltungsmechanismus von , der für diese hervorragende Fähigkeit verantwortlich ist, Fehlfaltungen zu widerstehen, könnten wir dieses Wissen nutzen, um Behandlungen für Krankheiten mit Proteinfehlfaltung wie Alzheimer und Parkinson zu entwickeln. In den letzten sieben Jahren haben wir nach dem Geheimnis von gesucht Arktisdie Fähigkeit, Proteinfehlfaltungen zu verhindern. Wir waren sehr erfolgreich darin, eine Reihe von Dingen zu entdecken, die nicht dafür verantwortlich sind. Leider konnten wir bis heute nicht herausfinden, was ist. Wir werden aber weiter daran arbeiten. Wissenschaft ist selten schnell oder einfach.
Dieser Artikel wurde aus dem in Kürze erscheinenden Buch von Steven N. Austad adaptiert. Methusalahs Zoo: Was die Natur uns über ein längeres und gesünderes Leben lehren kann.