Smrt je neizogibna. A je to predvidljivo? Nekateri znanstveniki mislijo tako. Pravijo, da so poskusi s sadnimi mušicami - sadnimi mušicami - razkrili novo izrazito življenjsko fazo, ki napoveduje smrt. To življenjsko obdobje imenujejo spirala smrti in mislijo, da jo lahko doživijo tudi ljudje. Do pred 25 leti so biologi domnevali, da ima življenje dve glavni fazi: otroštvo in odraslost. To delitev lahko vsi prepoznamo. Za otroštvo je značilna hitra rast in razvoj in se konča s puberteto. V tej fazi je verjetnost smrti še vedno izjemno nizka.
Skupaj s polnoletnostjo ali bolje rečeno z dosežkom pubertete se začne tudi odraslost. Verjetnost, da bomo umrli, ostane majhna, ko začnemo svoje odraslo življenje - v tem času smo v prvi vrsti in bolj verjetno je, da bomo imeli otroke. A s časom se naša telesa začnejo starati in razpadati. Z vsakim mestom se verjetnost smrti povečuje - sprva počasi, nato pa vse hitreje in hitreje, ko se staramo in staramo.
V začetku 90. let so znanstveniki spoznali, da ima življenje še en del. Identificirali so tretjo življenjsko fazo, skozi katero gredo najstarejši člani naše družbe: pozno življenje.
Pozno življenje se od preostale odraslosti razlikuje po edinstvenem vzorcu smrtnosti. Letno povečanje stopnje umrljivosti, značilno za odraslost, ne velja za poznejšo življenjsko dobo. Medtem ko ima 60-letnik bistveno večje možnosti, da umre kot 50-letnik, ima 90-letnik približno enako možnost, da umre kot 100-letnik.
"Stopnja umrljivosti se izravna in opazite te planote," pravi Lawrence Mueller s kalifornijske univerze v Irvineu.
O teh platojih smrtnosti razpravljamo še danes - še vedno nimajo ene same razlage. Da bi osvetlil to težavo, sta Mueller in njegov kolega Michael Rose začela iskati znake, da se druge biološke lastnosti, razen stopnje umrljivosti, proti koncu življenja izravnavajo. "Mislili smo, da je lahko enak vzorcu kot razmnoževanje ali plodnost žensk (plodnost)," pravi.
Začeli so preučevati to težavo na primeru najljubšega niza laboratorijskih živali - sadnih muh Drosophila.
Promocijski video:
"Vzeli smo 2828 samic in vsako posebej postavili v vialo z dvema samcema," pravi Mueller. »Vsak dan smo vsako samico preselili v novo stekleničko in šteli, koliko jajc je pustilo za seboj. In to so nadaljevali, dokler niso vsi umrli."
Te muhe običajno živijo več tednov. "To je bil ogromen eksperiment," pravi Mueller. Prizna, da je bil poskus tudi mukotrpen: premikanje toliko muh iz dneva v dan in štetje njihovih drobnih jajc se hitro naveliča. Te se je udeležilo diplomante Rose, Cassanda Rauser, in desetine študentov.
In po vseh teh prizadevanjih so se rezultati sprva zdeli razočarajoči. Nataliteta se ni očitno izravnala, ko so muhe vstopile v fazo "poznega življenja".
Ko so znanstveniki podrobneje pogledali podatke, so nekaj opazili.
"Opazil sem, da če sem izbral samice, ki so bile blizu smrti, in jih primerjal z drugimi samicami iste starosti in bi po podatkih iz baze podatkov, ki so živele še nekaj tednov, prišlo do razlike v plodnosti," pravi Mueller.
Preprosto povedano, rodnost muh - število odstranjenih jajc na dan - je upadla dva tedna, preden so umrli.
Še bolj presenetljivo je, da upad rodnosti ob smrti ni imel nič skupnega s starostjo muhe. Če se je starejša muha, stara 60 dni, bližala smrti, je stopnja rodnosti močno padla, tako kot stopnja rodnosti 15-dnevnih muh, ki so bile, kot se je izkazalo, na robu prezgodnje smrti.
Bila je univerzalna značilnost življenja, nova četrta faza, ki se je razlikovala od otroštva, odraslosti ali poznejšega življenja. Mueller in Rose sta to imenovala "spirala smrti." Bilo je 2007; V naslednjih letih so znanstveniki iskali več dokazov o tej smrtni spirali. Leta 2012 so ugotovili, da so muške sadne muhe nekaj dni pred smrtjo doživele podoben upad plodnosti. Tokrat je ponavljajoče zbiranje podatkov opravil doktorski študent Parvin Shahrestani.
"Ko se moški postara, se njegova sposobnost oploditve samic poslabša in poslabša," pravi Müller. "Toda ko bodo moški umrli - v kateri koli starosti - je bila njihova reproduktivna sposobnost precej manjša kot pri moških iste starosti, ki so živeli nekaj tednov dlje."
Pred kratkim, leta 2016, sta Mueller in Rose potegnila podatke iz serije eksperimentov, ki sta preučevala dolgoživost in plodnost sadnih muh, ki so jih znanstveniki delali v štirih neodvisnih laboratorijih. Ponovno je kombinirani nabor podatkov pokazal smrtno spiralo.
Dva znanstvenika in njuni sodelavci so celo ugotovili, da je mogoče do neke mere napovedati, kdaj bo muha umrla, če bi preprosto gledali njeno plodnost v prejšnjih treh dneh in ignorirali druge podatke, vključno z leti muhe. "Natančno smo napovedali približno 80% smrti," pravi Mueller.
Rose in Müller nista sama pri razvoju te povezave med plodnostjo in smrtjo. James Curtsinger z univerze v Minnesoti je izvedel lastne poskuse staranja in smrti na sadnih muhah in ugotovil zmanjšanje plodnosti na predvečer smrti, kar na splošno korelira z ugotovitvami Muellerja in Rosea.
Curtsinger je tudi ugotovil, da je upad plodnosti zaradi skorajšnje smrti neodvisen od starosti: razmeroma mlade in stare muhe so sledile istemu scenariju.
Ker pa se Kertsingerjevo delo razlikuje od dela Muellerja in Rose-ja na več pomembnih načinov. Na primer, ne verjame, da njegova opažanja kažejo na ločeno in univerzalno četrto življenjsko fazo - ne verjame, da bodo ljudje ali druge vrste, ki se biološko razlikujejo od sadnih muh, doživele tak padec plodnosti. Prav tako meni, da je izraz "spirala smrti" nejasen in dvoumen. Zato je razvil svojo lastno terminologijo, ki je biologom morda bolj všeč.
»Pri 20 letih sem raziskal razmerje spolov; ko sem bil star 40, sem se začel ukvarjati s staranjem - zdaj sem star 65 let in delam na novem biološkem konceptu, ki mu pravim upokojitev, «pravi.
To "upokojitev" je enostavno opaziti pri sadnih muhah. Začne se na dan, ko odrasla samica ne more več položiti niti enega jajčeca. Da bi razumeli pomen tega "jajčnega ničelnega dne", se moramo spomniti plodnosti samice sadne muhe. "Muha je dolga 2,5 mm, jajce sadne muhe pa 0,5 mm," pravi Kertsinger. "Samica v svojem življenju odloži približno 1200 jajc - to je pol metra jajc, če jih odloži v linijo."
Z drugimi besedami, samica muhe sadja je stroj za odlaganje jajc. To je edino, kar ji je na pamet. Če muha določenega dne ne položi niti enega jajčeca - četudi naslednji dan spet začne polagati jajca - to kaže, da je šlo nekaj narobe.
Kertsinger ga primerja z avtomobilom, ki mu zmanjka goriva. Prevozi lahko še nekaj kilometrov, a prve okvare kažejo na nevarno situacijo za voznika.
Kertsingerjevo delo je razkrilo tudi nekaj drugega, česar Muellerjeva in Roseova analiza nista.
Ko je plodnost nizka in je smrt neizogibna, na koncu konca upokojitvene faze postane jasno, da muhe dosegajo plato smrti tako kot tiste, ki so povezane s koncem življenjske dobe. "To je povsem novo opazovanje," pravi. "Planota umrljivosti ni značilnost starosti, lahko se pojavi v srednji ali mladosti."
Splošno soglasje je, da so platoji umrljivosti povezani s starostjo - vendar Kertsinger verjame, da njegovo novo delo kaže, da so - kot smrt sama - morda bolj povezane s plodnostjo. To opazovanje morda od biologov zahteva, da premislijo svoje teorije staranja.
Nekaj pa ugaja Kertsinger. Zakaj sploh obstaja ta močna povezava med plodnostjo in smrtjo? Biologi nimajo nobene razlage.
Vendar James Carey z kalifornijske univerze v Davisu meni, da to preprosto odraža dobro preučeno idejo: reprodukcija pride na račun zdravja staršev, zlasti matere. Na primer, ženske se srečujejo z zobnimi težavami, ker imajo veliko otrok.
Pred več kot desetletjem sta Carey in njegovi sodelavci pokazala, da spreminjanje reproduktivnih sistemov miši spreminja tudi njihovo življenjsko dobo. Stare miši so postavili na operacijsko mizo in svoje porabljene jajčnike nadomestili z enakovrednimi organi mlajših samic - starejše miši pa so po operaciji živele dlje, kot je bilo pričakovano.
"Obstajali so znaki, da imajo miši, ki so prejele nove jajčnike, manj srčnih težav kot miši, ki niso prejemale novih jajčnikov," pravi.
Curtsinger se ne strinja, da ljudje pred smrtjo preidejo v "pokojninsko" fazo, vendar Müller verjame, da obstajajo dokazi, da ljudje, ki so po naravni poti obsojeni na smrt, doživijo smrtno spiralo. V podporo temu Müller navaja še eno raziskavo, ki so jo na Danskem izvedli v domu za ostarele.
Raziskovalci so z akumulatorjem testov vzeli skupino devetdesetletnih prostovoljcev, da bi ocenili njihovo moč, koordinacijo in inteligenco. Nekaj let pozneje so se vrnili v dom za ostarele, da bi ugotovili, kdo je umrl in kdo še živi. Muellerjeva je večinoma ljudi, ki so umrli, slabo opravila na testih. Na predvečer smrti so opazili zmanjšanje fizioloških zmožnosti.
Za znanstvenika je še bolj zanimivo, da lahko pri delu s sadnimi mušicami prepoznajo strategije za preprečevanje tega cikla smrti, tako da se začne čez nekaj dni in ne tednov.
Upamo, da bo takšno delo lahko dalo nove namige, kako rešiti ljudi pred dolgim in počasnim propadanjem pred smrtjo. Zanimivo bi bilo skrajšati smrtno spiralo, da boste ostali zdravi kot drugi, dokler ne umrete.
Medtem ko Mueller in Rose mislita, da sta našla četrto življenjsko dobo, na dolgi rok upata, da se bosta ljudi znebila ali vsaj zmanjšala v največji možni meri.
ILYA KHEL