Die großen Fragen: Vor 60 Jahren – Eine Theorie zur Evolution des Alterns

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Das Altern ist schon eine komische Sache. Wenn die Evolution das Wunder vollbracht hat, Organismen hervorzubringen, die laufen, fressen und denken können, müsste es dagegen doch eine Leichtigkeit sein, auch Mechanismen zu schaffen, die sie vor dem Verfall schützen. Warum altern wir dennoch?

Die Frage ist nicht neu. Im Jahre 1957 – also vor 60 Jahren – veröffentlichte der amerikanische Evolutionsbiologe George C. Williams dazu eine Hypothese, die noch heute diskutiert wird. „Antagonistische Pleiotropie“ heißt die Theorie.

Nach dieser Theorie gibt es „pleiotropische“ Gene (oder Genvarianten), die sich im frühen Leben positiv auswirken und die Überlebenschancen steigern, gleichzeitig aber im späteren Leben Nachteile bringen und zum Beispiel den Alterungsprozess beschleunigen. Träger solcher Genvarianten hätten einen evolutiven Vorteil, weil sie mehr Nachkommen haben – Nachteile im Alter wären evolutiv wenig relevant. Antagonistische Pleiotrope erklärt also, warum die Evolution Genvarianten hervorbringt, die den Alterungsprozess fördern.

Die Frage ist dann natürlich – ist das reine Theorie, oder gibt es diese Gene wirklich? Und wenn ja, welche Rolle spielt dieser Prozess in der Evolution des Alterns?

Zunächst mal: Ja, es gibt solche Gene. Ein häufig zitiertes Beispiel ist das Tumorsupressor-Gen p53. Das p53-Genprodukt schützt vor Tumoren, indem es Zellen an der Teilung hindert, wenn ihre DNA beschädigt ist. Tiere mit viel p53 erkranken entsprechend weniger häufig an Krebs. Aber sie altern auch schneller, denn zu viel p53  behindert die Regeneration von Gewebe im alternden Organismus.

Ein weiteres Beispiel ist der Insulin-Signalweg. Der Fadenwurm C. elegans lebt bis zu 80% länger, wenn er eine Mutation in dem Gen age-1 trägt, einer Komponente des Insulin-Signalwegs. Allerdings zahlen die Würmer in ihrer Jugend einen hohen Preis für ein längeres Leben. Wenn Träger des Allels age-1 (hx546) gut gefüttert werden, haben sie zwar keinen Nachteil, aber unter härteren Lebensbedingungen, wenn das Futter knapp wird, überleben age-1-Mutanten weniger gut. Neuere Studien in verschiedenen Organismen haben weitere Beispiele für antagonistische Pleiotropie gefunden: Gene des TOR-Signalwegs, CLK-1, APOE-ε4, pha-4 und bec-1, um nur ein paar zu nennen.

Es gibt also Beispiele. Aber wie häufig kommt das Phänomen vor? Dies haben nun Wissenschaftler aus Barcelona in einer aktuellen Studie untersucht. Dazu analysierten sie insgesamt 2.559 Genmarker, die mit Erkrankungen einhergehen und fanden dabei 26 „antagonistische Pleiotropien“, die früh und spät im Leben entgegengesetzte Wirkungen zeigen. In etlichen Fällen handelte es sich um Gene, die schon mit Alterungsprozessen in Zusammenhang gebracht wurden.  Die Wissenschaftler folgerten daraus (die genaue Argumentation ist recht komplex), dass Alterungsprozesse in der Tat durch eine evolutionäre Anpassung zustande kommen können.

Ob damit nun, nach 60 Jahren, das letzte Wort gesprochen ist? Wohl kaum. Es wird sicher weiter nach Beispielen gesucht und diskutiert werden. Das ist auch gut so. Wenn Wissenschaftler die genetischen Grundlagen des Alterns besser verstehen, können sie vielleicht auch gegen manche Alterserkrankungen ein Heilmittel finden.

Veröffentlicht von

Erst wollte ich Biologin werden – ich habe studiert, promoviert und als Postdoc geforscht. Nun bin ich Wissenschaftsjournalistin und darf jetzt das, was einst mein Leben war, von außen betrachten. Ich schreibe über Lebenswissenschaften, Molekularbiologie und Neurowissenschaften für die Fach- und für die Publikumspresse. Die Zusammenhänge zwischen Wissenschaft und Gesellschaft faszinieren mich schon immer – ihnen widme ich diesen Blog.

4 Kommentare

  1. Antagonistische Pleiotrope erklärt also, warum die Evolution Genvarianten hervorbringt, die den Alterungsprozess fördern.

    Die Wissenschaftler folgerten daraus (die genaue Argumentation ist recht komplex), dass Alterungsprozesse in der Tat durch eine evolutionäre Anpassung zustande kommen können.

    Unabhängig davon, ob Geschlechtlichkeit vorliegt, würde es – ganz abstrakt und philosophisch betrachtet, gerade auch : evolutionär – Sinn ergeben, dass individuell, beizeiten abgestorben wird und dies auch so genetisch vorliegt, angelegt ist.
    Es kann (und sollte, evolutionär betrachtet) derartige Gene geben.
    Das Leben hat insofern auch das (womöglich eigentlich, vom “Bauplan” her eigentlich so nicht erforderliche und womöglich vorzeitige) Ableben zu bedeuten.

    MFG + schönes Wochenende,
    Dr. Webbaer

    • “Unabhängig davon, ob Geschlechtlichkeit vorliegt, würde es – ganz abstrakt und philosophisch betrachtet, gerade auch : evolutionär – Sinn ergeben, dass individuell, beizeiten abgestorben wird und dies auch so genetisch vorliegt, angelegt ist.”

      Es gibt nicht die eine Fortpflanzungsstrategie, evolutionär machen verschiedene Varianten Sinn; je nach Umweltbedingungen und Art liegt die Strategie entweder in der sogenannten r-Selektion (Überschuss an Nachkommen und Kurzlebigkeit) oder in der k-Selektion (wenige Nachkommen aber hohes Elterninvestment und Langlebigkeit).

      Mit “ganz abstrakt und philosophisch betrachtet” kommen Sie in Fragen der Naturwissenschaft nicht allzu weit … .

      • @ Kommentatorenkollege ‘sherfolder’ :

        Mit “ganz abstrakt und philosophisch betrachtet” kommen Sie in Fragen der Naturwissenschaft nicht allzu weit …

        ‘Nicht allzu weit’, aber in der Naturwissenschaft beihelfend, was gesucht werden könnte.
        Es können tatsächlich wie gemeint Gene gesucht werden, die den individuellen Tod beschleunigen, was erst einmal anti-intuitiv erscheint, aber evolutionär Sinn ergibt.

        Die Wissenschaftler folgerten daraus (die genaue Argumentation ist recht komplex), dass Alterungsprozesse in der Tat durch eine evolutionäre Anpassung zustande kommen können.

        Wobei dies anscheinend schon längst verstanden ist – und insofern eher eine Nachricht oder ein Feedback vorlag, das oder die in etwa “Interessant! Gute Arbeit! Vielen Dank für diesen WebLog-Artikel!” bedeuten sollte.

        MFG
        Dr. Webbaer

  2. Live fast, die young and you’ll leave a handsome corpse. sagen Junge gerne, aber Ältere unter uns sehnen sich eher nach dem langen und vielleicht gar nicht so langweiligen Leben eines Grönlandhais (400+ Jahre) oder wären schon mit der mittleren Lebensspanne eines Grönlandwals (200 Jahre) zufrieden. Umfragen zeigen, dass es heute in Ländern wie Deutschland oder Skandinavien sehr viele ältere und zugleich glückliche Pensionierte gibt (die zufriedener sind als während ihrem Arbeitsleben), die gerne noch länger gesund weiterleben möchten. Vielleicht können da einige Rezepte aus der Biologie des Grönlandhais helfen, wenn wohl auch nicht die Tatsache, dass Grönlandhaie erst mit 150 Jahren geschlechtsreif werden.

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