هیدرا - کلید زندگی ابدی؟
December 18, 2015
مطالعه پولیپ آب شیرین که می تواند سلول های آسیب دیده را بازسازی کند
این اصل که همه موجودات زنده در نهایت پیر می‌شوند همیشه یک واقعیت زندگی بوده است - تا کنون. برای نزدیک به یک دهه، دانشمندان موسسه تحقیقات جمعیتی ماکس پلانک (MPIDR) روی پولیپ آب شیرین هیدرا، ارگانیسمی که مرگ و میر آن ثابت و بسیار کم است، مطالعه می‌کنند.
برای بیشتر گونه‌ها، از جمله انسان‌ها، با افزایش سن، احتمال مرگ افزایش می‌یابد. دانشمندان این را به عنوان شاخصی از پوسیدگی فیزیکی درون بدن می دانند. با این حال، به نظر می‌رسد هیدرا راهی برای مقاومت در برابر زوال فیزیکی بدن پیر پیدا کرده است. محققان درگیر در این مطالعه - مدیر MPIDR جیمز ووپل و دانیل مارتینز (کالج پومونا، کلرمونت، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا) - یافته‌های خود را در مجله علمی PNAS منتشر کرده‌اند.
Ralf Schaible، جمعیت شناس MPIDR، گفت: «یافته های ما یک چالش اساسی برای نظریه های رایج در مورد تکامل پیری است. طبق این تئوری ها، همه موجودات چند سلولی که قادر به تولید مثل هستند، با افزایش سن، پوسیدگی شکل فیزیکی خود را تجربه خواهند کرد. دانشمندان این را به دو روش اندازه‌گیری می‌کنند: میزان باروری که پس از یک دوره توانایی باروری در اوایل بزرگسالی به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. و افزایش خطر مرگ پس از بلوغ. برای انسان‌ها، احتمال مرگ در طول یک سال برای افرادی که در مراحل پیشرفته زندگی هستند به 50 درصد می‌رسد. با این حال، برای هیدرا، این نرخ نسبتاً ثابت باقی می‌ماند - در حدود 0.6 درصد. علاوه بر این، توانایی تولید مثل هیدرا کاهش نمی‌یابد، بلکه ثابت می‌ماند.
مطالعه (تقریبا) زندگی ابدی در آزمایشگاه زیرزمین
در آزمایشی طولانی مدت، محققان محیط های مصنوعی را برای هیدرا ایجاد کردند. در اینجا، موجودات زنده عاری از تهدیدها و شکارچیان طبیعی هستند. در طی نزدیک به یک دهه، محققان از حدود 1800 هیدرا در آزمایشگاهی واقع در زیرزمین موسسه در روستوک مراقبت کردند.
هر Hydra در یک کاسه شیشه‌ای کوچک خود در یک چرخه طبیعی روز و شب در کابینت‌هایی که در دمای ثابت ۱۸ درجه سانتی‌گراد نگهداری می‌شوند، زندگی می‌کند. هفته‌ای سه بار، تیمی از دانشمندان و دستیاران با استفاده از پیپت‌های مخصوص، صدف‌های ریز را در شاخک‌های پولیپ که به سختی قابل مشاهده است، تغذیه می‌کنند. هر پولیپ مقدار یکسانی غذا دریافت می کند. از زمانی که آزمایش در مارس 2006 شروع شد، هیدراها به صورت غیرجنسی تولید مثل می‌کردند، و فرزندان آن‌ها متعاقباً در کاسه شیشه‌ای خودشان قرار می‌گیرند و مانند والدینشان رفتار می‌کنند.
چشمه جوانی
به طور کلی، 3.9 میلیون روز مشاهده هیدرا فردی بوده است. در طول این مدت، تعداد مرگ‌های طبیعی را می‌توان روی یک دست حساب کرد. به طور متوسط، این عدد در حدود پنج در سال است. وقتی مواردی را در نظر بگیریم که هیدرا به دلیل تصادفات آزمایشگاهی مانند چسبیدن پولیپ به درب کاسه‌اش و خشک شدن آن یا انداختن روی زمین، از بین می‌رود، تعداد مرگ‌های واقعی بیشتر است.
بنابراین، با نادیده گرفتن چنین علل غیرطبیعی مرگ، دانشمندان اقدام به ارزیابی میزان مرگ و میر موجودات زنده کردند.
به‌نظر می‌رسد که چندین نسل از محققان برای زندگی در هیدرا کافی نیستند. پس از 500 سال، تخمین زده شد که پنج درصد از یک گروه هنوز زنده خواهند بود. برای دو نفر از دوازده گروه در این مطالعه، خطر مرگ آنقدر کم بود که 3000 سال طول می‌کشد تا تنها پنج درصد از پولیپ‌ها باقی بماند.
الکساندر شوئرلین، زیست‌دموگراف، گفت: «هیدرا ظاهراً موفق می‌شود بدن خود را جوان نگه دارد، زیرا با تجمع آسیب‌ها و جهش‌ها پیر نمی‌شود، مانند بسیاری از موجودات زنده». او اضافه کرد که این ارگانیسم احتمالاً قادر به پیروی از استراتژی خاصی برای حفظ خود است، زیرا فرآیندهای بدن و سلولی آن نسبتاً ساده است.
به‌عنوان مثال، هیدرا می‌تواند قسمت‌هایی از بدن خود را که به دلیل تعداد زیاد سلول‌های بنیادی آسیب دیده یا گم شده‌اند، به‌طور کامل بازسازی کند. (سلول های بنیادی این توانایی را دارند که در هر زمانی در هر قسمت از بدن رشد کنند.)
علاوه بر این، هیدرا می‌تواند همه سلول‌هایش را ظرف تنها چهار هفته جایگزین کند، بنابراین به طور منظم سلول‌هایی را که آسیب دیده‌اند یا جهش ژنتیکی یافته‌اند بیرون می‌زند. در نتیجه، هر گونه آسیبی که Hydra متحمل شود، به سرعت قبل از اینکه فرصت بدتر شدن پیدا کند، ترمیم می شود.