Tại sao chúng ta già và chết đi?

1.065

Trong thế giới biển, một số loài sinh vật có khả năng kỳ lạ và tuyệt vời mà con người không thể có được. Chẳng hạn như loài sứa bất tử - Turritopsis nutricula, trường hợp duy nhất từng được con người phát hiện ra về một loại sinh vật đa bào có khả năng quay ngược vòng đời từ thời kỷ trưởng thành trở lại kỳ sinh vật đơn bào. Hay Hydra magnipapillata, một loài sinh vật không xương sống có thể tái sinh. Hydra khi bị cắt thành nhiều mảnh, mỗi mảnh sẽ mọc lại thành một cá thể mới hoàn chỉnh.

Đặc tính tái sinh của chúng đã thu hút được sự quan tâm của các nhà sinh vật học trong công cuộc tìm kiếm bằng chứng về sự bất tử trong giới tự nhiên. Tại sao các loài này dường như có sự sống vô hạn, chúng hoàn toàn không chịu giới hạn như các loài khác?

Hydra magnipapillata, một loài sinh vật không xương sống có thể tái sinh.

Cần lưu ý rằng khái niệm bất tử đề cập trong bài là bất tử sinh học. Bất tử sinh học nghĩa là chúng ta đang xét về mặt lão hoá. Các hoạt động diễn ra trong cơ thể sinh vật không thể bị lão hoá hoặc lỗi hoạt động do tuổi già. Song, chúng hoàn toàn vẫn có thể chết do tai nạn, tác động vật lý, thiếu dinh dưỡng,vv...vv...

Khái niệm lão hoá được mô tả vào giữa thế kỷ 20, đó là sự đánh đổi về sinh sản và duy trì tế bào. Ban đầu, cơ thể các sinh vật sử dụng nguồn lực và tập trung để phát triển và giữ cho cơ thể khoẻ mạnh. Qua thời thơ ấu và thanh thiếu, trọng tâm là khiến cho sinh vật đó trở nên khoẻ mạnh nhất có thể. Sau khi cơ quan sinh dục phát triển hoàn chỉnh, ưu tiên đó dần chuyển qua sự sinh sản. Hầu hết đối với các loài sinh vật, nguồn tài nguyên trong cơ thể là có hạn, việc dồn nguồn lực sang việc sinh con cái, duy trì nòi giống phải trả giá bằng sức khoẻ của chúng.

Những con cá hồi bơi ngược dòng để đẻ trứng.

Như việc một con cá hồi bơi ngược dòng để đẻ trứng có thể chết ngay sau đó. Tất cả mọi thứ dường như được sử dụng chỉ để tạo ra cơ hội phát triển tốt nhất cho cá hồi đến nơi sinh sản. Việc thực hiện một chuyến đi trở lại hạ nguồn, sống sót thêm 1 năm trên biển và lại quay trở lại thượng nguồn để sinh sản rất hiếm. Đó là một điều quá xa vời và chọn lọc tự nhiên thường sẽ không ưu ái cho việc đó. Trong hầu hết các trường hợp, sự thành công này chỉ diễn ra một lần trong cuộc đời của chúng.

Khi các sinh vật đạt đến độ tuổi thích hợp về mặt giới tính, quá trình lão hoá sẽ diễn ra, cuối cùng dẫn đến cái chết. Alexei Maklakov, giáo sư sinh học tiến hóa và lão sinh học tại Đại học East Anglia ở Anh, cho biết, điều đó không hẳn là vì để nhường chỗ cho thế hệ tiếp theo. Trong suốt cuộc đời, gene của con người luôn thu thập các đột biến, một số là hoàn toàn ngẫu nhiên, một số khác là kết quả của chế độ ăn kiêng và các yếu tố khác bên ngoài. Hầu hết các đột biến này không ảnh hưởng hoặc rất có hại cho cơ thể.

Gabriella Kountourides, một nhà sinh vật học tiến hóa tại Đại học Oxford, cho biết: "Bất kỳ đột biến gene nào làm giảm khả năng sinh sản hoặc gây hại đến tín mạng sinh vật trước khi chúng sinh sản, đều sẽ được chống lại một các mạnh mẽ. Tuy nhiên, khi đạt đến độ tuổi trưởng thành về mặt tình dục, thời điểm mà sinh vật có thể truyền gene của mình sang thế hệ tiếp theo. Lúc này, năng lực chống lại chọn lọc tự nhiên cũng trở nên yếu đi".

Khi bơi ngược dòng để đẻ trứng, cá hồi đã hoàn thành khá tốt việc trưởng thành đến độ tuổi sinh sản.

Lấy ví dụ trong trường hợp cá hồi bơi ngược dòng để đẻ trứng. Con vật đã hoàn thành khá tốt việc trưởng thành đến độ tuổi sinh sản. Nếu có một đột biến gene nào xảy ra ở con vật khiến sau khi sinh nó trở nên mạnh mẽ và có thể sống thêm 1 năm nữa, những con cá đó cũng sẽ không có lợi thế gì đáng kể so với những con cá khác.

Theo quan điểm chọn lọc tự nhiên, có rất ít lợi ích khi tiếp tục nỗ lực để giữ sức khoẻ sau khi sinh sản. “Một cá thể muốn sống sót, nhưng tại thời điểm đó, chọn lọc tự nhiên sẽ không làm việc khó khăn như thế, bởi vì chẳng đem lại ích lợi gì để cống hiến cho thế hệ tiếp theo cả”.

Tuy nhiên, không phải tất cả các loài sinh vật đều cực đoan như cá hồi. Một số loài có thể sống tiếp để có nhiều con cái hơn trong suốt cuộc đời, ví dụ như con người. Hầu hết các đột biến đối với DNA của con người sẽ có tác động tiêu cực hoặc không ảnh hưởng gì. Cơ thể chúng ta có thể sửa chữ một số tổn thương DNA này, nhưng khả năng đó sẽ kém dần đi theo tuổi tác.

"Về sau này, các tế bào già cỗi có thể tích tụ trong cá mô, gây tổn thương và viêm nhiễm, đồng thời là tiền thân của các bệnh lý liên quan đến tuổi tác. Sau đó, tuổi già và cái chết sẽ diễn ra theo 2 cách. Đầu tiên là sự tích tụ các đột biến tiêu cực do chọn lọc yếu và các đột biến đó có thể mang đến lợi ích cho sinh sản nhưng lại gây hại cho cuộc sống lâu dài". Ví dụ như đột biến gene BRCA, được biết đến với nguy cơ gia tăng đáng kể bệnh ung thư vú và ung thư buồng trứng. Nhưng đồng thời cũng liên quan đến khả năng sinh sản cao ở những người mang đột biến này.

Mỗi lần tế bào phân chia, các nhiễm sắc thể đều sẽ mất đi lượng nhỏ DNA của telomere.

Thứ 2 là sự lão hoá của tế bào, một hiện tượng khi các tế bào bị hạn chế khả năng phân chia. Ở động vật có vú, nhiễm sắc thể có đầu bảo vệ. Ở người các chuỗi lặp lại của telomere có từ 5000 đến 15000 base. Mỗi lần tế bào phân chia, các nhiễm sắc thể đều sẽ mất đi lượng nhỏ DNA của telomere, khoảng từ 50-100 base. Cuối cùng, khi các telomere mất đi, các tế bào không thể phân chia được nữa. Chúng trở nên già đi và tích tụ trong các mô, gây tổn thương và viêm nhiễm, đồng thời cũng là dấu hiệu báo trước của các bệnh liên quan đến tuổi tác.

Mặc dù hầu hết các loài đều già đi theo thời gian, nhưng vẫn tồn tại một số ngoại lệ. Chẳng hạn như nhiều loại thực vật đã cho thấy “sự già đi không đáng kể”, một số loài được biết là đã sống hàng nghìn năm. Như trường hợp của cây pando trong Rừng quốc gia Fishlake ở Utah. Nó có diện tích hơn 400.000 m2, và nặng hơn 6000 tấn. Ước tính cho thấy quần thể cây này có thể đã sống hơn 10.000 tuổi.

Hay như loài sửa bất tử, một loài thuộc lớp thuỷ tức với 2 giai đoạn phát triển trong vòng đời: giai đoạn Polyp (hydroid) và giai đoạn thành sứa. Theo đó, sứa trưởng thành có thể đảo chiều vòng đời từ giai đoạn trưởng thành sang polyp nếu bị tổn thương, bệnh tật hay bị đe doạ.

Cập nhật: 10/08/2022 Tinh Tế