FYI.

This story is over 5 years old.

Tech

Een nieuwe berekening toont aan dat we veel, veel langer kunnen blijven leven

Een nieuw model toont ons dat de evolutie ons heeft geprogrammeerd om te sterven, maar dat we dit kunnen herprogrammeren.

In de natuur zijn er tal van wezens die direct na de bevalling sterven, zoals bijvoorbeeld de vrouwelijke octopus. Andere dieren, zoals de alligator, lijken juist weer niet nauwelijks ouder te worden. Wat hebben deze twee dieren gemeen? Zij zijn beide aanwijzingen dat het ouder worden geen inherente eigenschap is, maar meer een resultaat van de manier waarop bepaalde soorten evolueren in hun omgeving. Deze evolutie bepaald dus wanneer organismen, inclusief mensen, sterven.

Advertentie

Deze theorie vormt de basis van een nieuw onderzoek genaamd "Programmed death is favored by natural selection in spatial systems." Dit onderzoek werd uitgevoerd door een aantal vooraanstaande onderzoekers en biologen. Zij hebben een nieuw wiskundig model ontwikkeld, dat de traditionele kennis over ouderdom van tafel veegt. Wanneer de berekeningen kloppen, zou dit betekenen dat wij al die tijd op een verkeerde manier naar het verouderingsproces hebben gekeken. Daarnaast biedt dit model de mogelijkheid om mensen te "herprogrammeren" en langer te laten leven.

Dit nieuwe idee werd naar voren gebracht door Yaneer Bart-Yam, de directeur van de New England Complex Systems Institute (NESCI), Donald E. Ingber, de directeur van de Harvard Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, en Justin Werfel, een onderzoeker die voor beide instituties onderzoek doet. Hun nieuwe onderzoek werd gepubliceerd in Physical Review of Letter, en toont aan dat de "wiskundige basis achter veroudering fundamenteel fout is."

Op dit moment nemen we aan dat evolutie een natuurlijke selectie maakt van organismen met een langere levensduur, om ze op deze manier een betere kans te geven om te overleven.

"Vanuit de traditionele theorie kiest evolutie altijd de langste levensverwachting. Op dat moment is dat dus de hoogste levensverwachting die, biologisch gezien, mogelijk is," vertelde Bar-Yam mij in een recent interview. "We kunnen deze korter maken, maar niet langer."

Advertentie

Maar wat als de levensverwachting van een organisme niet afhankelijk is van het lichaam, maar gereguleerd wordt door evolutie? Dus gebaseerd op het aantal middelen dat beschikbaar is voor een populatie en de druk bij deze populatie om zich te reproduceren? Wat als de dood geen uitgemaakte zaak is, maar eerder een soort maatregel om te voorkomen dat één generatie niet alle middelen op zou maken voor hun nakomelingen? Dit zijn vragen die in het onderzoek worden gesteld.

"Wanneer de evolutie onze levensverwachting bepaalt, kunnen we ervoor kiezen om dit mechanisme aan te passen," aldus Bar-Yam. Zijn werk noemt een aantal organismen die volgens hem bewijzen dat de levensduur bepaald wordt door de evolutie.

"Het ouder worden is niet inherent, maar genetisch bepaald. Hieruit kunnen we concluderen dat we de levensverwachting drastisch kunnen verhogen."

"Zo heb je bijvoorbeeld de octopus die maar blijft leven totdat die zich eindelijk reproduceert," vertelt hij me. "Maar als je ervoor zorgt dat de octopus zich niet meer kan voortplanten, zal hij blijven leven, en wordt het duidelijk dat de dood niet inherent is aan het ouder worden."

"Krokodillen," gaat hij verder, "worden voor zover wij weten niet zichtbaar ouder. Er zijn ook organismen die ten opzichte van elkaar een sterk variërende levensverwachting hebben. Zo kunnen steenvissen wel honderden jaren oud worden, maar sommige worden slechts een paar jaar oud." Bar-Yam stuurde mij een grafiek waarin de verschillende steenvissen staan. Zij hebben een sterk variende levensverwachting, terwijl zij wel veel genetische overenkomsten vertonen.

Advertentie

Dit wijst er allemaal op dat het ouder worden niet inherent is, maar wordt bepaald door evolutie.

Maar hoe zijn de onderzoekers hier op gekomen? Waarom kwam het vorige wiskundige model om de evolutie te beschrijven op een totaal andere conclusie?

"De traditionele evolutietheorie gaat er vanuit dat ieder organisme in hetzelfde milieu leeft," zei Bar-Yam. "Je kan het als een gemiddelde benadering zien. In de fysica wordt het de gemiddelde veldbenadering genoemd, die alle lokale externe factoren buiten beschouwing laat. Één van de belangrijkste dingen die we hebben gedaan is laten zien wat er gebeurt wanneer je deze lokale factoren meeneemt in de theorie. Hierdoor ontstaat er een feedbackwaarde tussen het organisme en het lokale milieu. De eigenschappen van het organisme veranderen het milieu, waardoor de uitkomst anders is."

Het team van Harvard en NECSI hebben volgens hun een nieuw en accurater model ontwikkeld voor de manier waarop organismen omgaan met lokale middelen die zij nodig hebben om te overleven.

Het resultaat is fascinerend: "We zien dat de ruimtelijke heterogeniteit van gelimiteerde middelen en zelforganiserende populatiestructuren resulteren in een robuuste levensduur selectie. In andere woorden: een combinatie van weinig levensmiddelen en een hoge concurrentie in een gebied waar verschillende populaties vechten om te overleven, resulteert in een kortere levensduur. "In ons model laten de intrinsieke sterftegevallen levensmiddelen achter voor de nakomelingen, waardoor het succes van de stam op lange termijn wordt verhoogd.

Advertentie

Dit betekent dat, wanneer de levensmiddelen schaars zijn, een groep organismen een betere kans heeft om te overleven wanneer de populaties zich op zo'n manier organiseren dat zij kortere individuele levensduur hebben om de levensduur op langere termijn te vergroten. Zo evolueren zijn zichzelf om overbevolking en overconsumptie tegen te gaan.

"Wanneer een organisme het milieu vervuilt, leiden zij hier niet direct onder, maar hun nakomelingen wel," vertelde Bar-Yam mij "Het blijkt dat dit enorm relevant is voor de manier waarop de sociale organisatie tot stand komt."

"Organismen zullen altijd zoveel mogelijk gebruikmaken van de natuur, maar dit betekent dat dit invloed heeft op de evolutionaire levensduur. Als we allemaal in hetzelfde milieu zouden leven, dan zou een langere levensduur ervoor zorgen dat er meer gereproduceerd wordt, waardoor je succesvoller wordt. Maar als lokaliteit meetelt en je het milieu afbreekt omdat je langer leeft, zorg je ervoor dat natuurlijke levensmiddelen op raken, wat weer slecht is voor je nakomenlingen.

Dit geldt natuurlijk ook voor mensen, en dat is dan ook waar het interessant begin te worden. Bar-Yam gelooft namelijk dat het model aantoont dat de mens veel langer zou kunnen leven dan dat zij nu doet. "Is er een inherente grens aan ons vermogen om onszelf te herstellen op lange termijn? Het antwoord is dat dat er zou kunnen zijn, maar dat betekent niet dat we dat ook ervaren."

Advertentie

"Verouderen is niet inherent," vertelde Bar-Yam mij. "Het is genetisch bepaald. Hieruit kunnen we concluderen dat we de levensverwachting drastisch kunnen verhogen." We moeten het op een andere manier bekijken: Waarom verwachten we dit niet? Waarom zegt de wetenschap dat onze levensduur niet verlengd kan worden? Het antwoord hierop is omdat onze kennis gebaseerd is op een berekening die niet klopt."

"Als we hierdoor nooit onderzoek hebben gedaan naar het verlengen van onze levensduur," gaat hij verder, "Dan moeten we terug naar het begin en ons afvragen wat de alternatieve conclusies zijn."

Bar-Yam heeft veel over het onderwerp nagedacht en vertelt me dat hij niet alleen denkt dat de mens iets langer kan leven, maar dat de levensduur zelfs met vijf of tien keer verlengd kan worden.

"Er is geen reden om aan te nemen dat de levensduur die wij zien gelijk staat aan het fundamentele limiet," zegt Bar-Yam. "Er zijn al voorbeelden van mutaties van nematoden die de levensduur met vijf of tien keer hebben verlengd. Daarnaast zijn er dieren die niet ouder lijken te worden." Hij heeft ook nagedacht over hoe we de veroudering tegen zouden kunnen gaan, alhoewel dat niet het hoofdonderwerp is van het onderzoek.

"Hoewel de veroudering genetisch bepaald wordt, hoeft dit niet per se op een genetische manier veranderd te worden," zei hij. "Het is goed mogelijk dat vitamines en medicijnen hiervoor kunnen zorgen."

Afgelopen jaar onthulde een onderzoek dat werd gepubliceerd in Science, dat wanneer de eiwit GDF11 werd toegediend bij muizen, dit het verouderingsproces stopt. Er is ook veel onderzoek gedaan naar telomeren, de beschermkapjes aan het einde van de chromosomen, die gekoppeld zijn aan hun verval. Een recent onderzoek van de universiteit van Stanford liet zien dat de verlenging van telomeren ervoor zorgt dat mensen veel minder snel verouderen.

Er is nu natuurlijk ook de grote en dreigende vraag: Wat als er nou een reden is waarvoor de evolutie onze levens kort houdt? Als niemand dood gaat, ontstaat er dan geen overbevolking en overconsumptie? Bar-Yam is niet overtuigd. Hij erkent dat de manier waarop levensmiddelen worden verdeeld niet eerlijk is. Maar hij benadrukt dat we wel in staat zijn om genoeg voedsel te produceren voor de hele wereld.

"Wanneer we ervoor kiezen om onze levensduur te verlengen, zullen we verantwoordelijker om moeten gaan met onze levensmiddelen," zegt Bar-Yam. "Wanneer mensen nu een knop ontdekken waardoor we honderden jaren langer kunnen leven, zouden we inderdaad nog niet nagedacht hebben over de problemen rondom de levensmiddelen die er kunnen ontstaan. Maar dit betekent niet er beperkingen zijn."