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.
Với loài giun C. elegans trong phòng thí nghiệm, cuộc sống chỉ kéo dài vỏn vẹn vài tuần lễ trên Trái Đất. Trong khi đó loài rùa, vòng đời có thể lên đến hơn 100 năm. Chuột kết thúc cuộc đời của chúng sau bốn năm, trong khi cá voi đầu cong, loài thú sống lâu nhất Trái Đất, sau khoảng 200 năm mới từ giã cuộc đời. Như hầu hết các vật sống, đa số các động vật dần thoái hóa sau khi đạt trưởng thành về sinh lý trong quá trình lão hóa. Nhưng thực ra lão hóa có nghĩa gì? Các tác nhân sau quá trình này rất đa dạng và phức tạp, nhưng về cơ bản nó được gây ra bởi sự rối loạn và sự chết đi của tế bào. Khi ta trẻ, các tế bào liên tục được sản sinh để thay thế các tế bào già và các tế bào chết. Nhưng khi ta già đi, quá trình này trở nên chậm lại. Chưa kể, những tế bào già không thể hoạt động tốt như trước đó. Khiến cơ thể chúng ta dần thoái hóa, dẫn đến bệnh tật và cái chết. Nhưng nếu điều này luôn đúng, tại sao lại có sự khác biệt quá lớn trong vương quốc của động vật? Đáp án nằm trong rất nhiều nhân tố, bao gồm cả môi trường và kích thước cơ thể. Các yếu tố này giúp động vật thích nghi với áp lực tiến hóa và làm đa dạng hóa quá trình lão hóa ở các loài động vật. Hãy để ý đến độ sâu lạnh lẽo của Đại Tây Dương và Bắc Băng Dương, nơi cá mập Greenland có thể sống đến hơn 400 năm, và sò biển quahog Bắc Cực có thể sống đến 500 năm. Ấn tượng nhất trong số động vật biển sống lâu có lẽ là loài bọt biển thủy tinh ở Đại Tây Dương, có thể sống đến hơn 10000 năm trong nước lạnh. Trong những môi trường lạnh thế này, nhịp tim và tốc độ trao đổi chất chậm lại. Các nhà nghiên cứu cho rằng điều này cũng có thể làm chậm quá trình lão hóa. Do đó làm tăng tuổi thọ hay vòng đời. Khi nói đến kích thước cơ thể, thì thường là, các loài có cơ thể lớn hơn sẽ sống lâu hơn. Ví dụ, voi hay cá voi sẽ sống lâu hơn các loài chuột, và chuột lại là loài sống lâu hơn ruồi và giun. Môt số động vật tí hon như giun và ruồi. cũng bị giới hạn bởi các cơ chế của phân chia tế bào. Chúng gần như chỉ tạo ra các tế bào không thể phân chia và thay thế, nên cơ thể nhanh chóng thoái hóa. Kích thước là một nhân tố quan trọng trong tiến hóa ở động vật. Những sinh vật nhỏ hơn dễ làm mồi cho các động vật lớn. Ví dụ, một con chuột khó có thể sống hơn một năm trong tự nhiên. Vì thế, chúng đã tiến hóa theo hướng phát triển và sinh sản nhanh hơn, như là cơ chế được tiến hóa để đối phó với vòng đời hạn chế của mình. Ngược lại, động vật lớn hơn dễ tránh được thú săn mồi hơn nên có thời gian để phát triển thành kích thước lớn hơn và sinh sản nhiều lần trong vòng đời của mình. Dơi, chim, chuột chũi, và rùa nằm ngoài quy luật này, nhưng mỗi loài vẫn có cách thích nghi riêng để giúp chúng thoát khỏi kẻ thù săn mồi. Vẫn còn những trường hợp khác mà động vật với đặc điểm tương tự, có cùng kích thước và môi trường sống, lại có vòng đời hoàn toàn khác nhau. Trong trường hợp này, sự khác biệt di truyền như cách thức các tế bào phản ứng lại với nguy hiểm, thường là tác nhân của khác biệt trong tuổi thọ. Vì vậy chính sự kết hợp tất cả các yếu tố này với mức độ khác nhau ở các loài động vật khác nhau đã dẫn đến sự khác biệt mà ta thấy trong giới động vật. Vậy còn chúng ta thì sao? Nhân loại gần đây đã đạt đến tuổi thọ trung bình là 71 năm, có nghĩa vẫn còn rất xa để trở thành một trong những loài thọ nhất Trái Đất. Nhưng chúng ta có thừa khả năng để kéo dài vòng đời của mình. Vào đầu thập niên 1900, nhân loại chỉ sống được khoảng 50 năm. Kể từ đó, chúng ta dần thích nghi bằng việc kiểm soát các nhân tố gây ra tử vong, như sự tiếp xúc với môi trường và dinh dưỡng. Điều này, cùng sự phát triển của những yếu tố khác khiến ta trở thành một trong những loài duy nhất trên Trái Đất làm chủ được số phận tự nhiên của mình.