Smrť je nevyhnutná. Je to však predvídateľné? Niektorí vedci si to myslia. Hovorí sa, že experimenty s ovocnými muškami - ovocnými muškami - odhalili novú odlišnú fázu života, ktorá ohlasuje prístup smrti. Túto fázu života nazývajú špirálou smrti a myslia si, že ju môžu zažiť aj ľudia. Pred 25 rokmi biológovia predpokladali, že život má dve hlavné fázy: detstvo a dospelosť. Všetci môžeme toto rozdelenie spoznať. Detstvo sa vyznačuje rýchlym rastom a vývojom a končí pubertou. Počas tejto fázy je pravdepodobnosť úmrtia mimoriadne nízka.
Spolu s vekom väčšiny alebo skôr dosiahnutím puberty sa začína dospelosť. Pravdepodobnosť úmrtia zostáva nízka, keď začneme náš dospelý život - počas tejto doby sme v našej najväčšej pravdepodobnosti a pravdepodobne budeme mať deti. Ale ako čas pokračuje, naše telá začínajú starnúť a zhoršovať sa. S každým mestom pravdepodobnosť úmrtia narastá - najprv pomaly, a potom rýchlejšie a rýchlejšie s pribúdajúcim vekom.
Na začiatku 90. rokov si vedci uvedomili, že život má inú časť. Identifikovali tretiu fázu života, ktorou prechádzajú najstarší členovia našej spoločnosti: neskorý život.
Neskorý život sa líši od zvyšku dospelosti jedinečným spôsobom úmrtnosti. Ročný nárast úmrtnosti, ktorý je charakteristický pre dospelosť, sa na neskorší život nevzťahuje. Zatiaľ čo 60-ročný má značne vyššiu šancu na smrť ako 50-ročný, 90-ročný má približne rovnakú šancu na smrť ako 100-ročný.
"Úmrtnosť klesá a vidíte tieto náhorné plošiny," hovorí Lawrence Mueller z Kalifornskej univerzity v Irvine.
Dodnes sa diskutuje o týchto plošinách úmrtnosti - stále nemajú jediné vysvetlenie. Na objasnenie tohto problému Mueller a jeho kolega Michael Rose začali hľadať známky toho, že na konci života sa vyrovnávajú iné biologické črty, okrem miery úmrtnosti. „Mysleli sme si, že by to mohol byť rovnaký model ako reprodukcia alebo plodnosť žien (plodnosť),“hovorí.
Tento problém začali skúmať na príklade obľúbeného súboru laboratórnych zvierat - ovocných mušiek Drosophila.
Propagačné video:
„Zobrali sme 2 828 žien a každú z nich vložili do injekčnej liekovky s dvoma mužmi jednotlivo,“hovorí Mueller. "Každý deň sme presúvali každú ženu do novej fľaše a spočítali, koľko vajíčok zanechali." A pokračovali v tom, až kým všetci nezomreli. ““
Tieto muchy obyčajne žijú niekoľko týždňov. „Bol to obrovský experiment,“hovorí Mueller. Pripúšťa, že experiment bol tiež starostlivý: pohybujúce sa toľko múch deň čo deň a počítanie ich malých vajíčok sa rýchlo unaví. Zúčastnilo sa ich postgraduálneho študenta Rose, Cassandy Rauserovej, a desiatok študentov.
A po všetkom tomto úsilí sa výsledky spočiatku zdali sklamaním. Miera pôrodnosti sa evidentne neznížila, keď muchy vstúpili do fázy „neskorého života“.
Keď sa vedci bližšie zaoberali údajmi, všimli si niečo.
„Všimol som si, že ak som vybral ženy, ktoré boli blízko smrti, a porovnal ich s ostatnými ženami rovnakého veku a podľa databázy, ktorá mala ešte niekoľko týždňov na život, došlo k rozdielu v plodnosti,“hovorí Mueller.
Jednoducho povedané, miera plodnosti múch - počet vajec kladených za deň - klesla dva týždne pred tým, ako uhynuli.
Ešte viac prekvapujúce je, že tento pokles plodnosti nemal nič spoločné s vekom muchy pri smrti. Ak sa staršia 60-dňová muška priblížila k smrti, jej miera plodnosti prudko poklesla, rovnako ako miera plodnosti 15-dňových múch, ktoré, ako sa ukázalo, boli na pokraji predčasnej smrti.
Bol to univerzálny rys života, nová štvrtá fáza, ktorá sa odlišovala od detstva, dospelosti alebo neskoršieho života. Mueller a Rose to nazvali „špirálou smrti“. Bol to rok 2007; V nasledujúcich rokoch vedci hľadali ďalšie dôkazy o tejto špirále smrti. V roku 2012 zistili, že mužské ovocné muchy zaznamenali podobný pokles plodnosti niekoľko dní pred smrťou. Postgraduálny študent Parvin Shahrestani robil tentoraz opakovaný zber údajov.
"Ako muž starne, jeho schopnosť oplodniť ženy sa zhoršuje a zhoršuje," hovorí Müller. „Keď však muži zomrú - v každom veku - ich reprodukčná kapacita bola oveľa nižšia ako reprodukčná kapacita mužov rovnakého veku, ktorí žili o niekoľko týždňov dlhšie.“
Naposledy v roku 2016 Mueller a Rose získali údaje zo série experimentov skúmajúcich životnosť a plodnosť ovocných mušiek, na ktorých vedci pracovali v štyroch nezávislých laboratóriách. Kombinovaný súbor údajov opäť vykázal špirálu smrti.
Obaja vedci a ich kolegovia dokonca zistili, že je možné do určitej miery predvídať, kedy by muška uhynula, jednoducho sa pozrieme na jej plodnosť v predchádzajúcich troch dňoch a ignorujú ďalšie údaje vrátane veku muchy. "Presne sme predpovedali asi 80% úmrtí," hovorí Mueller.
Rose a Müller nie sú sami v rozvoji tohto vzťahu medzi plodnosťou a smrťou. James Curtsinger z University of Minnesota uskutočnil svoje vlastné experimenty týkajúce sa starnutia a smrti na ovocných muškách a v predvečer smrti zistil pokles plodnosti, čo vo všeobecnosti koreluje so zisteniami Mueller a Rose.
Curtsinger tiež zistil, že tento pokles plodnosti spôsobený bezprostrednou smrťou bol nezávislý od veku: relatívne mladé a staré muchy nasledovali ten istý scenár.
Kertsingerova práca sa však líši od práce Muellera a Rose niekoľkými dôležitými spôsobmi. Napríklad neverí, že jeho pozorovania naznačujú oddelenú a univerzálnu štvrtú fázu života - neverí, že ľudia alebo iné druhy, ktoré sú biologicky odlišné od ovocných mušiek, zažijú taký pokles plodnosti. Tiež sa domnieva, že pojem „špirála smrti“je nejasný a nejednoznačný. Preto si vyvinul svoju vlastnú terminológiu, ktorá môže byť viac pre obľubu biológov.
„Keď mi bolo 20, skúmal som pomer pohlaví; keď mi bolo 40, začal som pracovať na starnutí - teraz mám 65 rokov a pracujem na novom biologickom koncepte, ktorý nazývam dôchodok, “hovorí.
Tento „odchod do dôchodku“je ľahko vidieť na ovocných muškách. Začína sa dňom, keď dospelá žena nemôže už znášať jediné vajíčko. Aby sme pochopili dôležitosť tohto „dňa bez vajec“, musíme si uvedomiť plodnosť samičieho mušky. „Muška má dĺžku 2,5 mm a vajíčko ovocnej mušky je dlhé 0,5 mm,“hovorí Kertsinger. "Žena v živote kladie asi 1200 vajec - to je pol metra vajec, ak sú umiestnené v rade."
Inými slovami, samica ovocnej mušky je stroj na kladenie vajíčok. To je jej jediná vec. Ak muška nekryje jediné vajíčko v konkrétny deň - aj keď to druhý deň začne znášať vajcia - naznačuje to, že sa niečo pokazilo.
Kertsinger ho porovnáva s automobilom, ktorý má málo paliva. Môže jazdiť ešte niekoľko kilometrov, ale prvé zlyhania naznačujú nebezpečnú situáciu pre vodiča.
Kertsingerova práca odhalila aj niečo iné, čo nedokázali analýzy Mueller a Rose.
Na samom konci fázy odchodu do dôchodku, keď je plodnosť nízka a smrť je nevyhnutná, je zrejmé, že muchy dosiahnu plošinu smrti rovnako ako tie, ktoré sa spájajú s koncom života. „Toto je úplne nové pozorovanie,“hovorí. „Plošina úmrtnosti nie je znakom staroby, môže sa objaviť v strednom veku alebo v mladom veku.“
Všeobecný konsenzus je taký, že úmrtnostné plošiny sú spojené s vekom - Kertsinger sa však domnieva, že jeho nová práca ukazuje, že - ako samotná smrť - môžu byť viac spojené s plodnosťou. Toto pozorovanie môže vyžadovať, aby biológovia prehodnotili svoje teórie starnutia.
Niečo však hádanky Kertsinger. Prečo vôbec existuje toto silné spojenie medzi plodnosťou a smrťou? Biológovia nemajú žiadne vysvetlenie.
James Carey z Kalifornskej univerzity v Davise si však myslí, že to jednoducho odráža dobre preštudovanú myšlienku: reprodukcia je na úkor zdravia rodičov, najmä matiek. Ženy napríklad čelia problémom so zubami v dôsledku mnohých detí.
Pred viac ako desiatimi rokmi Carey a jeho kolegovia ukázali, že modifikácia reprodukčných systémov myší tiež mení ich životnosť. Položili staré myši na operačný stôl a nahradili svoje strávené vaječníky ekvivalentnými orgánmi pre mladšie ženy - a staršie myši po operácii žili dlhšie, ako sa očakávalo.
„Existujú náznaky, že myši, ktoré dostali nové vaječníky, mali menšie srdcové problémy ako myši, ktoré nedostali žiadne nové vaječníky,“hovorí.
Curtsinger nesúhlasí s tým, že ľudia pred smrťou prechádzajú fázou „odchodu do dôchodku“, ale Müller verí, že existujú dôkazy, že ľudia, ktorí sú prirodzene odsúdení na smrť, prežívajú špirálu smrti. Na podporu tohto tvrdenia cituje Müller ďalšiu štúdiu uskutočnenú v Dánsku v opatrovateľskom dome.
Vedci zobrali skupinu deväťdesiatročných dobrovoľníkov pomocou testov, aby zhodnotili svoju silu, koordináciu a inteligenciu. O niekoľko rokov neskôr sa vrátili do opatrovateľského domu, aby zistili, kto zomrel a kto ešte žije. Z väčšej časti ľudia, ktorí zomreli, pri testoch zle robili, povedal Mueller. V predvečer smrti sa pozorovalo zníženie fyziologických schopností.
Pre vedcov je zaujímavejšie to, že práca s ovocnými muškami dokáže identifikovať stratégie, ako zabrániť tomuto cyklu smrti, takže sa začne o niekoľko dní, nie týždňov.
Dúfame, že takáto práca môže poskytnúť nové rady o tom, ako zachrániť ľudí pred dlhým a pomalým rozpadom pred smrťou. Bolo by zaujímavé skrátiť smrtiacu špirálu, aby ste zostali zdraví ako ostatní, kým nezomriete.
Takže zatiaľ čo si Mueller a Rose myslia, že našli štvrtú etapu života, z dlhodobého hľadiska dúfajú, že sa toho ľudí zbavia alebo aspoň čo najviac zredukujú.
ILYA KHEL