Strom Metuzalém a tajemství nejstarších organismů naší planety

5 tisíc let stará borovice dlouhověká je živoucím důkazem toho, jak dokáže být příroda vynalézavá a houževnatá. 

Pokud bychom se snažili najít ten nejstarší strom na naší planetě, Metuzalém by rozhodně byl jedním z favoritů na vítězství. Podle výzkumu, který vyšel na konci letošního července, bude mít tato prastará borovice dlouhověká letos své už 4 851. narozeniny. To je, co se týče vyhýbání se zubaté, docela solidní výkon.

Když se mluví o nejstarších žijících organismech obecně, Metuzalém v posledních letech už neplní novinové titulky tak jako dříve. Vědci oznámili minulý týden, že se jim podařilo najít kolonie chaluh u ostrova Shetland, které přežívají už více než 16 tisíc let. O den později pak oznámila další skupina mezinárodních vědců, že se jim podařilo probudit k životu mikroby, které hibernovaly pod mořským bahnem více než sto milionů let.

Je zřejmé, že fyziologické limity života na zemi a jeho stárnutí mohou být napnuté až do spektakulárních poloh. Je však třeba poznamenat, že každý z těchto zmíněných případů reprezentuje jiný aspekt procesu stárnutí.

Dlouhověkost Metuzalému nám odhaluje neobyčejnou houževnatost, kterou může vykazovat jednotlivec. Nově objevené prastaré chaluhy zase demonstrují výjimečnou dlouhověkost celých jednodruhových populací. Oživené mikroby jsou pak jasným potvrzením toho, že pozastavení biologických procesů uvnitř organismů může vést k jejich neobyčejně dlouhé existenci. Všechny tyto příběhy ale pojí společná linka, jak popisuje expert na stárnutí organismů profesor Tom Kirkwood z univerzity v Newcastlu. „Všechny tyto objevy nám vypráví příběh o vytrvalosti a odolnosti organického života, a to v době, kdy je celý svět fixován především na svou vlastní zranitelnost a smrtelnost“.

Rozdíl mezi délkou života pozemských organismů je rozhodně neobyčejný. Jepice prožijí ve své dospělé fázi život dlouhý pouze přibližně 24 hodin, zatímco takzvané hydry, což jsou malí sladkovodní tvorové schopní regenerace vlastní tkáně, jsou považovány prakticky za nesmrtelné. Celý životní cyklus mušky octomilky, tedy od vajíčka, přes larvu až po dospělou mušku, trvá pouhých 14 dní, zatímco nejstarší suchozemský živočich, 188 let stará želva jménem Jonthan stále vytrvale krouží okolo svého domova, který se nachází na zahradě rezidence guvernéra ostrova Svatá Helena.

Tato fascinující variace v délkách životních cyklů nás vede k poměrně fundamentální otázce: Proč někteří živočichové a rostliny žijí dlouhé životy, zatímco jedinci jiných, na první pohled jinak velmi podobných forem života stráví na Zemi dramatický kratší dobu? Jeden z důvodů je poměrně snadně identifikovatelný. Zvířata, která v přírodní říši hrají roli kořisti, mají tendenci mít spíše kratší život ve srovnání s predátory, a to i bez ohledu na to, že tělesnou hmotností jsou si tyto dva druhy živočichů často velmi podobné. Všechno v jejich okolí jim jednoduše jde po krku, jak se říká…

Tento poznatek lze demonstrovat například na příkladu myši a netopýra. U obou se jedná o malého savce, jejich očekávaná délka života se ale diametrálně liší. Ve volné přírodě má myš jen malou šanci na to, aby se dožila více než jednoho roku. Dokonce i myši, které jsou chovány v zajetí jako mazlíčci, se dožijí jen vzácně více než tří let. Naproti tomu většina netopýrů se dožije průměrně věku okolo třiceti let, ti houževnatější se pak dokonce můžou dožít i padesátky. Proč je tedy mezi délkou života kořisti a predátora takový propastný rozdíl?

Hledání odpovědi je v tomto případě částečně poměrně přímočaré, jak popisuje David Clancy z Lancasterské univerzity. „Jeden z těchto dvou živočišných druhů dostal od přírody nadělena křídla, zatímco ten druhý ne. Díky tomu je myš kořistí pro celou řadu suchozemských predátorů od koček až po samotné lidi. Netopýr má naopak přirozených nepřátel poměrně málo, protože dokáže velmi jednoduše z nebezpečí uniknout díky své schopnosti létat.

Schopnost úniku z nebezpečných situací nicméně není jediným důvodem, který přispívá k delšímu životu netopýra, doplňuje Clancy. Dokonce i při neexistenci přirozeného predátora bude životní cyklus myši oproti netopýrovi stěží desetinový. Mezi těmito dvěma živočichy totiž existuje fundamentální rozdíl ve vnitřním naprogramování jejich organismu. Konkrétněji se jedná o soubor mnoha různých funkcí jako je například schopnost regenerace poškozené DNA, která se podepisuje pod výše zmíněný nepoměr v délce života.

„Vnitřní procesy uvnitř myši nepřikládají až takovou váhu údržbě a regeneraci buněk,“ říká Kirkwood. „Není k tomu totiž žádný rozumný důvod. Proč se soustředit na regeneraci buněk, pokud se počítá s tím, že organismus nebude žít o moc déle než jeden rok?

Buněčná regenerace je nákladný proces, který využívá velké množství vnitřních energetických zdrojů a jednotlivé organismy většinou do regenerace investují pouze tolik energie, aby byly schopny v plné síle prožít svou očekávanou délku života.

„Myš jako živočišný druh sází ve hře o přežití na rozdíl od dlouhověkých druhů spíše na taktiku plození co největšího počtu mláďat v co nejkratším čase,“ vysvětluje Kirkwood.

Co by se tím pádem stalo, kdyby se u myší vyvinula křídla tak jako u netopýra? „Byly by sice schopné jednodušeji uniknout predátorům ale vnitřní naprogramování jejich organismu by stále dávalo příliš malý prostor buněčné regeneraci. Myš by tím pádem i tak zemřela ve velmi krátkém čase a její nová křídla by jí přišla vniveč,“ pokračuje Kirkwood.

O změnu se potom postará až evoluce, která by v tu chvíli započala, jak tvrdí Kirkwoodova hypotéza, které je nazývána „Disposable soma theory“. Myši by nejprve díky jejich novým křídlům a schopnosti uniknout predátorům začaly žít pouze mírně delší životy. Ti jedinci s lépe vyvinutou schopností buněčné regenerace by pak žili ještě déle a tím započali evoluční proces, který by myši jako živočišnému druhu zajistil obecně lepší schopnost buněčné regenerace, což by mělo během množství generací za následek to, že se vyvine plnohodnotný nový druh létající myši – dalo by se říci netopýr – jehož délka života bude už mnohem delší, než byla délka života bezkřídlé myši. Podobné procesy lze podle Kirkwooda běžně sledovat v přírodě.

Podobný efekt se dá vypozorovat například u lidí a šimpanzů. Tyto dva druhy se vyvinuly ze společného prapředka před přibližně sedmi miliony let. „Během let se člověku podařilo vyvinout větší mozek a celkově větší tělesnou konstituci, což nám usnadnilo vytvořit strategie, díky kterým se lidským jedincům dařilo přežívat delší periody času. Naše schopnost buněčné regenerace se tím pádem také musela také zdokonalit,“ vysvětluje Kirkwood. Díky tomu je dnes lidská délka života přibližně dvojnásobná oproti té šimpanzí.

„Nejzásadnějším bodem teorie je, že organismy se nevyvinuly tak, aby zemřely,“ dodává Clancy. „Vývoj směřoval naopak k co nejdelšímu přežití. První organismy na zemi měli dost možná jen velmi krátké životní cykly. Když se ale objevily nové příležitosti pro vývoj, délka života začala pomalu růst. Díky tomu dnes život na celé Zemi odolává a přežívá v odlišných délkách života a na odlišných, někdy jen těžko představitelných místech.

Převzato a přeloženo do češtiny z www.guardian.co.uk. Originál najdete zde

sdílet článek