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.
Voor de microscopisch kleine worm C. elegans is het leven op deze aarde na slechts enkele weken alweer voorbij. Vergelijk dat eens met een schildpad, die wel meer dan 100 jaar oud kan worden. Muizen en ratten komen na slechts vier jaar al aan hun einde, terwijl de Groenlandse walvis, het zoogdier met de langste levensduur, het wel 200 jaar kan volhouden. Zoals bij de meeste levensvormen begint degeneratie bij de meeste dieren zodra zij geslachtsrijp zijn. Dit proces wordt veroudering genoemd. Maar wat houdt veroudering eigenlijk precies in? De drijvende krachten achter dit proces zijn uiteenlopend en ingewikkeld, maar in feite zijn stervende en slecht functionerende cellen de oorzaak. Als we jong zijn, maken we constant nieuwe cellen aan die dienen als vervanging voor de dode en stervende cellen. Maar naarmate we ouder worden, vertraagt dit proces. Daarnaast functioneren oudere cellen minder goed dan jongere cellen. Hierdoor raken onze lichamen in verval, wat uiteindelijk tot ziekte leidt en tot de dood. Maar als dat een vaststaand feit is, waardoor verschillen de veroudering en levensduur dan zo van dier tot dier? Het antwoord schuilt in verschillende factoren, zoals de omgeving en de lichaamsgrootte. Deze kunnen hen een sterke evolutionaire druk opleggen om zich aan te passen, waardoor het verouderingsproces op zijn beurt weer verschilt per soort. Neem bijvoorbeeld de koude diepten van de Atlantische en Arctische wateren, waar de Groenlandse haai ouder kan worden dan wel 400 jaar, en de Noordkromp wel 500 jaar kan worden. De meest indrukwekkende van deze oudjes uit de oceaan is waarschijnlijk de Antarctische glasspons, die meer dan 10.000 jaar kan overleven in koude wateren. In zulke koude omgevingen vertragen de hartslag en stofwisseling. Onderzoekers speculeren dat dit ook zorgt voor een vertraagd verouderingsproces. Zo draagt de omgeving bij aan een langere levensduur. Wat de grootte betreft, zie je vaak, maar niet altijd, dat grotere dieren een langere levensduur hebben dan de kleinere soorten. Een olifant of walvis zal bijvoorbeeld veel langer leven dan een muis of rat, die op hun beurt weer jaren langer leven dan vliegen en wormen. Sommige kleine dieren, zoals wormen en vliegen, worden ook beperkt door het mechanisme achter hun celdeling. Veel van hun cellen kunnen zich niet delen en kunnen na schade niet vervangen worden. Hierdoor sterven hun lichamen sneller. En lichaamsgrootte is een krachtig evolutionair hulpmiddel voor dieren. Kleinere dieren zijn een makkelijkere prooi voor roofdieren. Zo hoeft een muis niet te verwachten langer dan een jaar te leven in het wild. Daarom is ze zich steeds sneller gaan voortplanten, een soort evolutionaire verdediging tegen haar kortere levensduur. Grotere dieren daarentegen zijn beter in het afweren van roofdieren, en hebben zo de luxe van tijd om groot te kunnen worden en om zich tijdens hun leven meerdere keren voort te planten. Uitzonderingen hierop zijn vleermuizen, vogels, schildpadden en mollen, maar deze dieren hebben ieder weer hun eigen adaptaties, waardoor ze roofdieren te slim af kunnen zijn. Maar er zijn nog altijd dieren met gelijke bepalende kenmerken, zoals de lichaamsgrootte en de omgeving, die op een totaal ander tempo verouderen. De genetische verschillen in deze gevallen, zoals de manier waarop de cellen reageren op een bedreiging, geven vaak een verklaring voor de afwijkingen in levensduur. Het is dus de combinatie van al deze factoren die van dier tot dier een andere mate van invloed hebben waarmee de onderlinge verschillen in het dierenrijk verklaard kunnen worden. Hoe zit het dan met ons? De mens wordt tegenwoordig gemiddeld 71 jaar oud. Dat betekent dat we verre van de langst levende aardbewoner zijn. We zijn er echter wel heel goed in om onze levensduur te verlengen. Vroeg in de 20e eeuw werd de mens gemiddeld slechts 50 jaar oud. Sindsdien hebben we ons aangepast door zelf de macht te nemen over belangrijke factoren, zoals voeding en blootstelling aan de omgeving. Deze en andere manieren om de levensduur te verlengen, maken ons misschien wel de enige soort op aarde die haar natuurlijke lot in eigen handen heeft genomen.