Den Ursachen des Alterns auf der Spur

Wie unabänderlich ist der Prozess des Alterns? Lässt er sich verlangsamen oder aufschieben? Mit der so genannten Allokationstheorie erklären Rostocker Wissenschaftler, warum Alterungsprozesse in der Natur flexibel sind und von gattungsspezifischen Kompromissen abhängen.

In einem Aufsatz im Science Magazin legen Dr. Annette Baudisch, Leiterin der Forschungsgruppe „Modellentwicklung zur Evolution des Alterns“ am Max-Planck-Institut für demografische Forschung (MPIDR), und Prof. James W. Vaupel, MPIDR-Direktor und Leiter der Arbeitsbereiche „Altern und Langlebigkeit“ sowie „Evolutionäre Demografie“ dar, was ihren Ansatz von klassischen, evolutionstheoretisch orientierten Ansätzen der Altersforschung unterscheidet.

Die Wissenschaftler verglichen die Alterungsmuster verschiedener Spezies miteinander und errechneten, ob es einen Zusammenhang zu deren Reproduktion gibt. „Altern zeigt sich hier als eine Balance zwischen Abnutzungs- und Reparaturprozessen“, erklärt Baudisch. „Es handelt sich um eine Art Kosten-Nutzen-Rechnung. Wie viel Prozent steckt eine Spezies in Fortpflanzung, wie viel in Überleben oder Wachstum?“

Kompromisse zwischen Wachstum, Erhaltung und Reproduktion

Als eine fundamentale Ursache des Alterns werde gemeinhin der Rückgang des Selektionsdrucks betrachtet. So gehe man davon aus, dass für alle vielzelligen Spezies die Seneszenz unvermeidlich sei, die ab dem Zeitpunkt der Reproduktionsfähigkeit einsetzt und mit steigender Sterbewahrscheinlichkeit und verminderter Fertilität einhergeht. Dies ist aber nach Meinung der Rostocker Wissenschaftler gar nicht der Fall. „Tatsächlich kann man über verschiedene Arten hinweg steigende, konstante und fallende Mortalitäts- und Fertilitätsmustern beobachten. Diese stellen drei generelle Varianten dar, welche der reichen Vielfalt an möglichen Lebenskurven in der Natur zugrunde liegen“, sagt Baudisch.

In der aus der Ökonomie entlehnten Allokationstheorie sieht sie eine vielversprechende Perspektive, zu beschreiben, wie sich aus Einschränkungen der Ressourcen Lebensverlaufsmuster bilden. „In der Natur werden bei der Verteilung von eingeschränkten Ressourcen Kompromisse zwischen Wachstum, Erhaltung, Reproduktion sowie der Abwehr von Fressfeinden und Krankheitserregern geschlossen“, erläutert Baudisch. „So ist in frühen Lebensphasen das Überleben meist wichtiger als die Fortpflanzung, wobei die Chancen zur Fortpflanzung zu einem späteren Zeitpunkt aufgrund des dann erreichten größeren Wachstums oftmals höher sind.“

Für einige Lebewesen könne es beispielsweise sinnvoll sein, längere Zeit mehr Energie auf das Wachstum als zur Fortpflanzung zu verwenden. Die evolutionstheoretisch orientierte Altersforschung räume zwar ein, dass es eine Notwendigkeit zu solchen Kompromissen gibt, ignoriere aber deren fundamentale Bedeutung.

Einsichten in verschiedenartige demografische Muster in der Natur

Um in dieser Hinsicht die Horizonte zu erweitern, plädieren die Wissenschaftler dafür, möglichst alle komplizierten Entscheidungen genauer zu analysieren, denen Lebewesen aufgrund des Konkurrenzdrucks während ihrer gesamten Existenz unterworfen sind. Hierdurch erwarten sie sich Einsichten in die verschiedenartigen demografischen Muster, die sich in der Natur beobachten lassen.

Über die Bedingungen, die zur Ausbildung solcher gegensätzlicher Alterungsmuster führen, sei bislang wenig bekannt. Vermutet wird unter anderem, dass die Energieverteilung eine zentrale Rolle spielt. Um solche Hypothesen zu überprüfen, schlagen die Wissenschaftler vor, die verschiedenen Optionspaletten von Spezies, die sich aus den möglichen Kombinationen aus Überleben und Reproduktion in allen Altersstufen über die gesamte Lebensdauer zusammensetzen, genauer zu untersuchen.

Befunde, die den Zusammenhang zwischen Wachstum, Erhaltung, Fruchtbarkeit und Sterblichkeit in Alterungsmustern beleuchten, liegen basierend auf Untersuchungen im Labor, im Zoo oder in der freien Wildbahn noch nicht vor. Neue statistische Methoden und neue Software könnten jedoch bislang bestehende Lücken in den Beobachtungsdaten füllen. „Diese mathematischen Modelle sind sehr allgemein“, sagt Baudisch, „aber sie helfen dabei, generelle Mechanismen zu verstehen.“ Durch sie könnte insbesondere auch der Alterungsprozess des Menschen, der sich für den modernen Menschen von anderen Spezies signifikant unterscheidet, besser verstanden werden.

 

Miriam Buchmann-Alisch

 

Weiterführende Informationen:

Annette Baudisch and James W. Vaupel: „Getting o the Roots of Aging – Why do patterns of aging differ widely across the tree of life?“, Science, 2. November 2012, Vol. 338 no. 6107 pp. 618-619DOI:10.1126/science.1226467

Foto Startseite: © William Warby, Turtle's Head, Flickr