For the microscopic lab worm, C. elegans life equates to just a few short weeks on Earth. Compare that with the tortoise, which can age to more than 100 years. Mice and rats reach the end of their lives after just four years, while for the bowhead whale, Earth's longest-lived mammal, death can come after 200. Like most living things, the vast majority of animals gradually degenerate after reaching sexual maturity in the process known as aging. But what does it really mean to age? The drivers behind this process are varied and complicated, but aging is ultimately caused by cell death and dysfunction. When we're young, we constantly regenerate cells in order to replace dead and dying ones. But as we age, this process slows down. In addition, older cells don't perform their functions as well as young ones. That makes our bodies go into a decline, which eventually results in disease and death. But if that's consistently true, why the huge variance in aging patterns and lifespan within the animal kingdom? The answer lies in several factors, including environment and body size. These can place powerful evolutionary pressures on animals to adapt, which in turn makes the aging process different across species. Consider the cold depths of the Atlantic and Arctic Seas, where Greenland sharks can live to over 400 years, and the Arctic clam known as the quahog can live up to 500. Perhaps the most impressive of these ocean-dwelling ancients is the Antarctic glass sponge, which can survive over 10,000 years in frigid waters. In cold environments like these, heartbeats and metabolic rates slow down. Researchers theorize that this also causes a slowing of the aging process. In this way, the environment shapes longevity. When it comes to size, it's often, but not always, the case that larger species have a longer lifespan than smaller ones. For instance, an elephant or whale will live much longer than a mouse, rat, or vole, which in turn have years on flies and worms. Some small animals, like worms and flies, are also limited by the mechanics of their cell division. They're mostly made up of cells that can't divide and be replaced when damaged, so their bodies expire more quickly. And size is a powerful evolutionary driver in animals. Smaller creatures are more prone to predators. A mouse, for instance, can hardly expect to survive more than a year in the wild. So, it has evolved to grow and reproduce more rapidly, like an evolutionary defense mechanism against its shorter lifespan. Larger animals, by contrast, are better at fending off predators, and so they have the luxury of time to grow to large sizes and reproduce multiple times during their lives. Exceptions to the size rule include bats, birds, moles, and turtles, but in each case, these animals have other adaptations that allow them to escape predators. But there are still cases where animals with similar defining features, like size and habitat, age at completely different rates. In these cases, genetic differences, like how each organism's cells respond to threats, often account for the discrepancies in longevity. So it's the combination of all these factors playing out to differing degrees in different animals that explains the variability we see in the animal kingdom. So what about us? Humans currently have an average life expectancy of 71 years, meaning that we're not even close to being the longest living inhabitants on Earth. But we are very good at increasing our life expectancy. In the early 1900s, humans only lived an average of 50 years. Since then, we've learned to adapt by managing many of the factors that cause deaths, like environmental exposure and nutrition. This, and other increases in life expectancy make us possibly the only species on Earth to take control over our natural fate.
A parányi C. elegans laboratóriumi férgecske számára a földi élet egyenlő pár röpke héttel. Hasonlítsuk össze a teknőssel, amely akár több mint száz évig is élhet. Az egerek és a patkányok élete röpke négy év után véget ér, míg a Föld leghosszabb életű emlőse, a grönlandi bálna halála csak 200 éves kora után várható. A legtöbb élőlényhez hasonlóan, az állatok túlnyomó többsége fokozatosan hanyatlik az ivarérettség elérése után. Ezt nevezzük öregedésnek. De mit is jelent az öregedés? Változó és bonyolult okok állnak a folyamat mögött, de az öregedést végső soron a sejtek rendellenességei és pusztulása okozza. Fiatal korunkban mindig újraképződnek a sejtjeink, hogy újak kerüljenek a már elhalt vagy elhaló sejtek helyére. Ahogy öregszünk, ez a folyamat lelassul. Ezenkívül az öregebb sejtek nem működnek olyan jól, mint az újak. Ennek hatására a testünk hanyatlásnak indul, és ez végül betegséghez, majd halálhoz vezet. De ha ez mindig így van, miért ilyen különbözőek az öregedési mintázatok és az élettartamok az állatvilágban? A válasz több tényezőben rejlik, mint például a környezet és a testméret. Ezek erőteljes evolúciós nyomást helyezhetnek az állatok alkalmazkodására, melynek hatására az öregedési folyamat különböző lesz a fajokban. Vegyük az Atlanti-óceán és a Jeges-tenger hideg mélységeit, ahol a grönlandi cápák akár 400 évig is elélnek, egy ehető kagyló, az ún. sellőkagyló pedig akár 500 évig is. Az óceánlakó ősi állatok között talán a leglenyűgözőbb az antarktiszi üvegszivacs, amely akár több mint tízezer évet is élhet a fagyos vízben. Az ehhez hasonló hideg környezetben a szívverés és az anyagcsere lelassul. A kutatók elmélete szerint ez lelassítja az öregedési folyamatot. Ily módon a környezet kihat az élethosszra. Ami a méretet illeti, a nagyobb fajok élettartama gyakran, de nem minden esetben hosszabb, mint a kisebbeké. Egy elefánt vagy bálna például sokkal tovább él, mint egy egér, egy patkány vagy egy pocok, akik viszont még mindig évekkel tovább élnek, mint a legyek vagy a férgek. A hozzájuk hasonló apró állatoknál a sejtosztódás mechanizmusai is korlátozottak, hiszen nagyrészt olyan sejtekből állnak, melyek nem képesek osztódni, sérüléskor nem cserélődnek, így a testük gyorsabban elhasználódik. Az állatoknál a méret is jelentősen befolyásolja az evolúciót. A kisebb állatokat jobban veszélyeztetik a ragadozók. Egy egér például alig egy évet képes túlélni a vadonban. Ezért úgy fejlődött, hogy gyorsabban növekedik és szaporodik. Ez egyféle evolúciós védelmi rendszer rövidebb élettartama ellensúlyozására. Ezzel szemben a nagyobb állatok jobban tudnak védekezni a ragadozók ellen, így van idejük nagyra nőni, és életük során többször szaporodni. A méretszabály alól kivételek a denevérek, a madarak, a vakondok és a teknősök – ők más módszerekkel védekeznek a ragadozók ellen. De vannak olyan esetek is, amikor a hasonló méretű és hasonló élőhelyen élő állatok teljesen más mértékben öregednek. Ezekben az esetekben a genetikai különbségek, mint például sejtjeik veszélyre adott válasza, gyakran adnak magyarázatot az élethosszbeli különbségekre. Ezen tényezők összessége és különböző mértékű érvényesülése magyarázza azt a sokszínűséget, amit az állatvilágban látunk. És mi a helyzet velünk? Az emberek átlagos várható élettartama 71 év, vagyis távolról sem mi vagyunk a Föld leghosszabb élettartamú lakói. De nagyon jól tudjuk növelni várható élettartamunkat. Az 1900-as évek elején az emberek átlagosan 50 évig éltek. Azóta megtanultunk alkalmazkodni úgy, hogy kezeljük azokat a tényezőket, melyek ránk nézve halálosak: így például a környezeti hatásokat vagy a táplálkozást. Ennek és a várható élettartamot növelő más tényezőknek köszönhetően mi vagyunk az egyetlen faj a Földön, amely képes átvenni az irányítást természet adta sorsa felett.