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.
สำหรับหนอนตัวเล็ก ๆ อย่าง C. elegans ที่ถูกใช้ในห้องทดลอง ช่วงชีวิตนั้นก็ยาวนาน เพียงสองสามสัปดาห์บนโลก เมื่อเทียบกับเต่าบก ซึ่งมีอายุได้ยืนยาวกว่า 100 ปี หนูขาวและหนูถึงแก่อายุขัย เมื่อย่างเข้าสี่ปี ในขณะที่ วาฬหัวธนู สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อายุยืนที่สุดในโลก ความตายจะมาเยือน ก็ต่อเมื่อมันใช้ชีวิตผ่านไป 200 ปี เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ ร่ายกายของสัตว์ส่วนใหญ่ค่อย ๆ เสื่อมลง เมื่อพ้นวัยเจริญพันธุ์ ในกระบวนการที่เรียกว่า การแก่ตัว แต่การแก่ตัวมากขึ้นนั้น หมายความว่าอย่างไรกันแน่ ตัวขับที่อยู่เบื้องหลังกระบวนการนี้ แตกต่างกันไปและมีความซับซ้อน แต่การแก่ตัวนั้นสุดท้ายแล้วจะก่อให้เกิด การตายของเซลล์และการเสื่อมการทำงาน เมื่อเรายังเป็นหนุ่มสาว เราสร้างเซลล์ขึ้นใหม่เรื่อย ๆ เพื่อที่จะทดแทนเซลล์ที่ตายและกำลังจะตาย แต่เมื่อเราแก่ตัวมากขึ้น กระบวนการดังกล่าวนี้ก็ช้าลง นอกจากนี้ เซลล์ที่แก่ก็ไม่ได้ทำหน้าที่ ได้ดีเท่ากับเซลล์ที่เด็กกว่า นั่นทำให้ร่างกายของเรา เข้าสู่ช่วงการเสื่อมถอย ซึ่งท้ายที่สุดแล้ว ส่งผลให้เกิด โรคภัยไข้เจ็บและความตาย แต่ถ้านั่นเป็นความจริง ทำไมจึงมีความแตกต่างอย่างมาก ในรูปแบบการแก่ตัวและอายุขัยของสัตว์ต่าง ๆ คำตอบนั้น อยู่ที่ปัจจัยสองสามประการ ที่รวมถึงสิ่งแวดล้อม และขนาดของร่ายกาย สิ่งเหล่านี้เป็นแรงกดดันทางวิวัฒนาการ ที่ผลักดันให้สัตว์ปรับตัว ซึ่งในที่สุดจะทำให้กระบวนการการแก่ตัว แตกต่างกันไปแล้วแต่สายพันธุ์ ลองพิจารณามหาสมุทรแอตแลนติก และอาร์คติกที่ลึกและหนาวเย็น ที่ซึ่งฉลามกรีนแลนด์ สามารถมีอายุได้กว่า 400 ปี และหอยกาบเปลือกหนาที่อาร์คติก สามารถมีอายุได้มากถึง 500 ปี บางที สัตว์ดึกดำบรรพ์ ในมหาสมุทรที่น่าทึ่งที่สุด ก็คือ ฟองน้ำแก้วแอนตาร์คติก ซึ่งสามารถมีชีวิตอยู่ได้ยาวนาน 10,000 ปี ในน้ำเย็นเยือก ในสิ่งแวดล้อมที่หนาวเย็นเช่นนี้ อัตราการเต้นของหัวใจและเมตาบอลิซึมต่ำลง นักวิจัยตั้งทฤษฎีว่า นี่ก็เป็นสาเหตุหนึ่ง ที่ทำให้กระบวนการแก่ตัวช้าลง เช่นนี้เอง สิ่งแวดล้อมจึงเป็นตัวกำหนดอายุขัย ถ้าพิจารณาเรื่องของขนาด สายพันธุ์ที่มีขนาดใหญ่กว่า มักจะมีอายุที่ยืนยาวกว่า แต่ก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป ยกตัวอย่างเช่น ช้างหรือวาฬ จะมีอายุยืนยาวกว่า หนูขาว หนู หรือหนูนา ซึ่งมีอายุยืนยาวกว่าแมลงและหนอน สัตว์ตัวเล็ก ๆ บางชนิด เช่น หนอนหรือแมลง ยังถูกจำกัดด้วยกลไกการแบ่งเซลล์ของพวกมัน พวกมันประกอบด้วยเซลล์ที่ส่วนใหญ่ ไม่สามารถแบ่งตัวหรือสร้างทดแทนได้เมื่อเสียหาย ฉะนั้น ร่ายกายของพวกมัน จึงเสื่อมอย่างรวดเร็ว และขนาดก็เป็นตัวขับทางวิวัฒนาการ ที่ทรงพลังในสัตว์ต่าง ๆ สัตว์ที่มีขนาดเล็ก จะตกเป็นเป้าของผู้ล่าได้ง่ายกว่า ยกตัวอย่างเช่น หนูแทบจะไม่สามารถ มีชีวิตรอดได้มากกว่าปีตามธรรมชาติ ฉะนั้น มันจะต้องมีวิวัฒนาการ ที่จะเติบโตและสืบพันธุ์อย่างรวดเร็ว เป็นดังกลไลการตั้งรับทางวิวัฒนาการ ต่ออายุขัยที่ไม่ยืนยาวของมัน ตรงข้าม สัตว์ที่ขนาดใหญ่กว่า สามารถสู้กับผู้ล่าได้ดีกว่า ฉะนั้นพวกมันจึงมีเวลามากมาย ในการเติบโตจนมีขนาดใหญ่ และสืบพันธุ์ได้หลายครั้งในช่วงชีวิตของมัน ค้างคาว นก ตุ่น และเต่า เป็นตัวอย่างข้อยกเว้นเรื่องกฎของขนาด แต่สัตว์แต่ละชนิดเหล่านี้ มีการปรับตัว ที่ทำให้พวกมันหลบหลีกผู้ล่าได้ แต่ก็ยังมีสัตว์ที่มีลักษณะคล้าย ๆ กัน เช่น มีขนาดและแหล่งที่อยู่คล้ายกัน ที่มีอัตราการแก่ตัวที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ในกรณีเหล่านี้ ความแตกต่างทางพันธุกรรม เช่น การตอบสนองของเซลล์ต่อภัยคุกคาม ของสัตว์ชนิดนั้น ๆ มักเป็นส่วนที่ทำให้เกิดความแตกต่าง ในเรื่องของอายุขัย ฉะนั้น มันเป็นผลรวม ของปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ ที่ส่งผลในระดับที่แตกต่างกันในสัตว์ต่าง ๆ ที่อธิบายถึงความแตกต่าง ที่เราสังเกตได้ในอาณาจักรสัตว์ แล้วมนุษย์เราล่ะ มนุษย์มีอายุขับเฉลี่ยประมาณ 71 ปี นั่นหมายความว่า มันเทียบไม่ได้เลยว่า เราเป็นสัตว์ที่มีอายุยืนยาวที่สุดบนโลก แต่เรานั่นเก่งในเรื่องการยืดอายุขัยของเรา ในยุค 1900 ตอนต้น มนุษย์มีอายุขับเฉลี่ยเพียง 50 ปี ตั้งแต่นั้นเป็นตันมา เราเรียนรู้ที่จะปรับตัว โดยการจัดการกับหลาย ๆ ปัจจัย ที่เป็นสาเหตุการตาย เช่น การสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมและสารอาหาร สิ่งเหล่านี้ และการเพิ่มขึ้นของอายุขัย ทำให้เราอาจเป็นสายพันธุ์เดียวบนโลก ที่สามารถควบคุม ชะตาชีวิตตามธรรมชาติของตัวเองได้