Der Tod ist unvermeidlich. Aber ist es vorhersehbar? Einige Wissenschaftler glauben es. Sie sagen, Experimente mit Fruchtfliegen - Fruchtfliegen - haben eine neue Lebensphase ergeben, die die Annäherung an den Tod ankündigt. Sie nennen diese Lebensphase die Spirale des Todes und denken, dass die Menschen sie auch erleben können. Bis vor 25 Jahren gingen Biologen davon aus, dass das Leben zwei Hauptphasen hat: Kindheit und Erwachsenenalter. Wir alle können diese Trennung erkennen. Die Kindheit ist durch schnelles Wachstum und Entwicklung gekennzeichnet und endet mit der Pubertät. Während dieser Phase bleibt die Wahrscheinlichkeit des Todes äußerst gering.
Mit dem Alter der Mehrheit oder vielmehr mit dem Erreichen der Pubertät beginnt das Erwachsenenalter. Die Wahrscheinlichkeit zu sterben bleibt gering, wenn wir unser Erwachsenenleben beginnen - während dieser Zeit sind wir in unserer Blüte und haben eher Kinder. Aber im Laufe der Zeit beginnen unsere Körper zu altern und sich zu verschlechtern. Mit jeder Stadt steigt die Wahrscheinlichkeit des Todes - zuerst langsam und dann immer schneller, je älter wir werden.
In den frühen 90er Jahren erkannten Wissenschaftler, dass das Leben einen anderen Teil hat. Sie identifizierten die dritte Lebensphase, die die ältesten Mitglieder unserer Gesellschaft durchlaufen: das späte Leben.
Das späte Leben unterscheidet sich vom Rest des Erwachsenenalters durch ein einzigartiges Sterblichkeitsmuster. Der für das Erwachsenenalter charakteristische jährliche Anstieg der Sterblichkeitsraten gilt nicht für das spätere Leben. Während ein 60-Jähriger eine deutlich höhere Sterbewahrscheinlichkeit hat als ein 50-Jähriger, hat ein 90-Jähriger ungefähr die gleiche Sterbewahrscheinlichkeit wie ein 100-Jähriger.
"Die Sterblichkeitsrate nimmt ab und Sie sehen diese Hochebenen", sagt Lawrence Mueller von der University of California in Irvine.
Es sind diese Sterblichkeitsplateaus, die bis heute diskutiert werden - sie haben noch keine einzige Erklärung. Um dieses Problem zu beleuchten, suchten Müller und sein Kollege Michael Rose nach Anzeichen dafür, dass sich andere biologische Merkmale, abgesehen von der Sterblichkeitsrate, gegen Ende des Lebens abschwächten. "Wir dachten, es könnte das gleiche Muster sein wie die Fortpflanzung oder die weibliche Fruchtbarkeit (Fruchtbarkeit)", sagt er.
Sie begannen, dieses Problem am Beispiel eines bevorzugten Satzes von Labortieren zu untersuchen - Fruchtfliegen Drosophila.
Werbevideo:
„Wir haben 2.828 Frauen genommen und jede einzeln in eine Durchstechflasche mit zwei Männern gegeben“, sagt Müller. „Jeden Tag haben wir jedes Weibchen in eine neue Flasche gebracht und gezählt, wie viele Eier sie zurückgelassen haben. Und sie machten so weiter, bis sie alle starben."
Diese Fliegen leben normalerweise mehrere Wochen. "Es war ein gewaltiges Experiment", sagt Müller. Er gibt zu, dass das Experiment auch mühsam war: Tag für Tag so viele Fliegen zu bewegen und ihre winzigen Eier zu zählen, kann schnell müde werden. An diesen nahmen Roses Doktorandin Cassanda Rauser und Dutzende von Studenten teil.
Und nach all diesen Bemühungen schienen die Ergebnisse zunächst enttäuschend. Die Geburtenrate ging nicht auf offensichtliche Weise zurück, als die Fliegen in die Phase des "späten Lebens" eintraten.
Als die Wissenschaftler die Daten genauer betrachteten, bemerkten sie etwas.
„Mir ist aufgefallen, dass es einen Unterschied in der Fruchtbarkeit gibt, wenn ich Frauen auswählt, die dem Tod nahe sind, und sie mit anderen Frauen des gleichen Alters vergleicht. Laut Datenbank, die noch einige Wochen zu leben hatte, gab es einen Unterschied in der Fruchtbarkeit“, sagt Müller.
Einfach ausgedrückt, die Fruchtbarkeitsrate der Fliegen - die Anzahl der Eier, die pro Tag gelegt wurden - sank zwei Wochen vor ihrem Tod.
Noch überraschender war, dass dieser Rückgang der Fruchtbarkeit nichts mit dem Alter der Fliege beim Tod zu tun hatte. Wenn sich eine ältere 60 Tage alte Fliege dem Tod näherte, sank ihre Fruchtbarkeitsrate stark, genau wie die Fruchtbarkeitsrate von 15 Tage alten Fliegen, die, wie sich herausstellte, kurz vor dem vorzeitigen Tod standen.
Es war ein universelles Merkmal des Lebens, eine neue vierte Phase, die sich von der Kindheit, dem Erwachsenenalter oder dem späteren Leben unterschied. Mueller und Rose nannten es die "Todesspirale". Es war 2007; In den folgenden Jahren suchten Wissenschaftler nach weiteren Beweisen für diese Todesspirale. 2012 stellten sie fest, dass männliche Fruchtfliegen wenige Tage vor dem Tod einen ähnlichen Rückgang der Fruchtbarkeit verzeichneten. Diesmal wurde die wiederholte Datenerfassung von Doktorand Parvin Shahrestani durchgeführt.
„Mit zunehmendem Alter des Mannes wird seine Fähigkeit, Frauen zu befruchten, immer schlechter“, sagt Müller. "Aber wenn Männer in jedem Alter sterben werden, war ihre Fortpflanzungsfähigkeit viel geringer als die von Männern im gleichen Alter, die einige Wochen länger lebten."
Zuletzt haben Mueller und Rose 2016 Daten aus einer Reihe von Experimenten zur Untersuchung der Langlebigkeit und Fruchtbarkeit von Fruchtfliegen gezogen, an denen Wissenschaftler in vier unabhängigen Labors gearbeitet haben. Der kombinierte Datensatz zeigte erneut eine Todesspirale.
Die beiden Wissenschaftler und ihre Kollegen stellten sogar fest, dass es möglich war, bis zu einem gewissen Grad vorherzusagen, wann eine Fliege sterben würde, indem sie einfach ihre Fruchtbarkeit in den letzten drei Tagen betrachtete und andere Daten, einschließlich des Alters der Fliege, ignorierte. „Wir haben ungefähr 80% der Todesfälle genau vorhergesagt“, sagt Müller.
Rose und Müller sind nicht allein darin, diesen Zusammenhang zwischen Fruchtbarkeit und Tod zu entwickeln. James Curtsinger von der University of Minnesota führte seine eigenen Experimente zu Alterung und Tod von Fruchtfliegen durch und stellte am Vorabend des Todes eine Abnahme der Fruchtbarkeit fest, die im Allgemeinen mit den Ergebnissen von Mueller und Rose korreliert.
Curtsinger stellte auch fest, dass dieser Rückgang der Fruchtbarkeit aufgrund des bevorstehenden Todes unabhängig vom Alter war: Relativ junge und alte Fliegen folgten demselben Szenario.
Kertsingers Arbeit unterscheidet sich jedoch in mehreren wichtigen Punkten von der von Müller und Rose. Zum Beispiel glaubt er nicht, dass seine Beobachtungen auf eine separate und universelle vierte Lebensphase hinweisen - er glaubt nicht, dass Menschen oder andere Arten, die sich biologisch von Fruchtfliegen unterscheiden, einen solchen Rückgang der Fruchtbarkeit erfahren werden. Er glaubt auch, dass der Begriff "Todesspirale" vage und mehrdeutig ist. Aus diesem Grund entwickelte er eine eigene Terminologie, die Biologen vielleicht besser gefällt.
„Als ich 20 war, habe ich das Geschlechterverhältnis untersucht. Als ich 40 war, habe ich angefangen, am Altern zu arbeiten - jetzt bin ich 65 und arbeite an einem neuen biologischen Konzept, das ich Ruhestand nenne “, sagt er.
Dieser "Ruhestand" ist bei Fruchtfliegen leicht zu erkennen. Es beginnt an dem Tag, an dem die erwachsene Frau kein einziges Ei mehr legen kann. Um die Bedeutung dieses "Ei-Null-Tages" zu verstehen, muss man sich an die Fruchtbarkeit der weiblichen Fruchtfliege erinnern. „Die Fliege ist 2,5 mm lang und das Fruchtfliegenei ist 0,5 mm lang“, sagt Kertsinger. "Das Weibchen legt ungefähr 1200 Eier in seinem Leben - das ist ein halber Meter Eier, wenn es in einer Reihe ausgelegt wird."
Mit anderen Worten, die weibliche Fruchtfliege ist eine Eiablagemaschine. Dies ist das einzige, was sie denkt. Wenn eine Fliege an einem bestimmten Tag kein einziges Ei legt - auch wenn sie am nächsten Tag wieder Eier legt - weist dies darauf hin, dass ein Fehler aufgetreten ist.
Kertsinger vergleicht es mit einem Auto, dem der Kraftstoff ausgeht. Er kann noch einige Kilometer fahren, aber die ersten Ausfälle deuten auf eine gefährliche Situation für den Fahrer hin.
Kertsingers Arbeit enthüllte auch etwas anderes, was Muellers und Roses Analysen nicht taten.
Ganz am Ende der Ruhestandsphase, wenn die Fruchtbarkeit gering und der Tod unvermeidlich ist, wird deutlich, dass Fliegen ein Todesplateau erreichen, genau wie diejenigen, die mit dem Ende des Lebens verbunden sind. "Dies ist eine völlig neue Beobachtung", sagt er. "Ein Sterblichkeitsplateau ist kein Merkmal des Alters, es kann im mittleren Alter oder in jungen Jahren auftreten."
Der allgemeine Konsens ist nun, dass Sterblichkeitsplateaus mit dem Alter verbunden sind - aber Kertsinger glaubt, dass seine neue Arbeit zeigt, dass sie - wie der Tod selbst - möglicherweise eher mit Fruchtbarkeit verbunden sind. Diese Beobachtung kann erfordern, dass Biologen ihre Theorien des Alterns überdenken.
Etwas verwirrt jedoch Kertsinger. Warum gibt es überhaupt diese starke Verbindung zwischen Fruchtbarkeit und Tod? Biologen haben keine Erklärung.
James Carey von der University of California in Davis ist jedoch der Ansicht, dass dies lediglich eine gut untersuchte Idee widerspiegelt: Die Fortpflanzung geht zu Lasten der Gesundheit der Eltern, insbesondere der Mütter. Frauen haben beispielsweise Zahnprobleme, weil sie viele Kinder haben.
Vor mehr als einem Jahrzehnt haben Carey und seine Kollegen gezeigt, dass die Veränderung des Fortpflanzungssystems von Mäusen auch deren Lebensdauer verändert. Sie legten alte Mäuse auf einen Operationstisch und ersetzten ihre verbrauchten Eierstöcke durch gleichwertige Organe für jüngere Frauen - und die älteren Mäuse lebten nach der Operation länger als erwartet.
"Es gab Hinweise darauf, dass Mäuse, die neue Eierstöcke erhielten, weniger Herzprobleme hatten als Mäuse, die keine neuen Eierstöcke erhielten", sagt er.
Curtsinger ist anderer Meinung, dass Menschen vor ihrem Tod eine "Ruhestandsphase" durchlaufen, aber Müller glaubt, dass es Beweise dafür gibt, dass Menschen, die dazu verdammt sind, aus natürlichen Gründen zu sterben, eine Todesspirale erleben. Dafür zitiert Müller eine weitere Studie, die in Dänemark in einem Pflegeheim durchgeführt wurde.
Die Forscher führten eine Gruppe von neunzigjährigen Freiwilligen durch eine Reihe von Tests, um ihre Stärke, Koordination und Intelligenz zu bewerten. Einige Jahre später kehrten sie ins Pflegeheim zurück, um herauszufinden, wer gestorben ist und wer noch lebt. Zum größten Teil haben Menschen, die gestorben sind, bei Tests schlecht abgeschnitten, sagte Müller. Am Vorabend des Todes wurde eine Abnahme der physiologischen Fähigkeiten beobachtet.
Interessanter für den Wissenschaftler ist, dass die Arbeit mit Fruchtfliegen Strategien identifizieren kann, um diesen Todeszyklus zu verhindern, sodass er in wenigen Tagen und nicht in Wochen beginnt.
Es ist zu hoffen, dass solche Arbeiten neue Hinweise geben, wie Menschen vor dem langen und langsamen Verfall vor dem Tod bewahrt werden können. Es wäre interessant, die Todesspirale zu verkürzen, damit Sie so gesund bleiben wie andere, bis Sie sterben.
Während Müller und Rose glauben, auf lange Sicht einen vierten Lebensabschnitt gefunden zu haben, hoffen sie, die Menschen davon zu befreien oder ihn zumindest so weit wie möglich zu reduzieren.
ILYA KHEL
