Vanhuus, joka jätti tulematta

Vanheneminen on luonnonlaki – tai niinhän sitä luulisi. Oikeasti koko juttu on monimutkainen, sekava ja hämmentävä. Osa eliöistä vanhenee nopeammin, osa hitaammin. Osaan eivät vuodet näytä purevan lainkaan, ja toiset peräti vahvistuvat vanhetessaan. Miksi lampipolyyppi elää melkein ikuisesti, miekkavalaalla on vaihdevuodet eikä kirjosieppo koskaan näe vanhuutta? Evoluutiobiologeilla on vielä edessään aika urakka ikääntymisen biologian kummallisuuksien setvimisessä (kuva: Cburnett/Wikimedia Commons).

Kirjoitin ikääntymisen monimuotoisuudesta 2.3. julkaistussa Aamulehden Sunnuntailiitteessä. Tietenkään juttuun ei mahtunut kuin osa ikääntymisen biologian oudoista kiemuroista, joten päätin kirjoittaa blogiin eräänlaisen seuralaisjutun artikkelille. Koska olen ollut tolkuttoman kiireinen, juttu näkee päivänvalon vasta nyt – mutta parempi kai myöhään kuin ei milloinkaan.

Aamulehden artikkelin juju oli, että kaikki elävät olennot eivät näytä vanhenevan – tai ainakin ne tekevät sen hyvin eri tavalla kuin me. Kun länsimaiden väestö ikääntyy ikääntymistään, alkavat nämä poikkeavat lajit kiinnostaa biologien lisäksi lääketiedettäkin. Voitaisiinko niistä oppia jotain, mitä voisi käyttää terveemmän vanhuuden turvaamiseen ihmisille? Artikkeli perustui enimmäkseen Naturessa vuodenvaihteessa julkaistuun paperiin (Jones ym. 2o13), joka kokosi ensimmäistä kertaa yhteen ison joukon hyvin erilaisten eliöiden elinkaaria kuvina, joista niitä on helppo vertailla. Tämän artikkelin kuvat ovat Naturesta poimittuja.

Kun puhutaan hyvin erilaisista eliöistä, täytyy ihan ensiksi määritellä, mitä vanheneminen on. Näissä tutkimuksissa vanheneminen on yksinkertaisuudessaan hedelmällisyyden laskua ja kuolleisuuden nousua iän myötä. Kuvien tulkinta on ilahduttavan helppoa: punaisella on merkitty kuolleisuus, sinisellä hedelmällisyys kussakin elinkaaren vaiheessa. Asteikko kertoo, kuinka moninkertaisia kuolleisuus ja hedelmällisyys ovat verrattuna koko elinkaaren keskiarvoon. Elinkaari alkaa sukukypsyyden saavuttamisesta, ja päättyy siihen, kun 95 % yksilöistä on kuollut.

Ihminen ja muut elinkaareltaan meitä muistuttavat, meidän mielestämme tavanomaiset eläimet, ovat hedelmällisimmillään nuorina aikuisina. Kun hedelmällisyys alkaa laskea, alkaa myös kuolleisuus nousta. Ikääntymisen evoluutiota käsittelevät teoriat tulevat hyvin juttuun tällaisten eläinten kanssa. Ne ennustavat, että luonnonvalinta toimii sitä heikommin, mitä vanhemmaksi eliö ehtii, ja siksi vasta vanhuudessa haitallisesti vaikuttavat geenit pääsevät yleistymään.

Nuorena kannattaa lisääntyä, koska riski kuolla tapaturmaisesti tai saalistajan suuhun ennen jälkikasvun aikaan saamista on silloin pienempi. Lisääntymiseen käytetyt resurssit ovat vastaavasti pois kudosten ylläpidosta ja korjaamisesta, joka mahdollistaisi vanhaksi elämisen. Mitä suurempi riski kuolla nuorena on, sitä nopeammin kannattaa käyttää kaikki irtoavat resurssit lisääntymiseen.

Nykyteoriat eivät kuitenkaan ole kovin hyviä selittämään kovasti meistä poikkeavia elinkaaria. Naturen artikkelissa on kokonainen valikoima hyvin outoja tapoja vanheta. Joidenkin eliöiden hedelmällisyys ja kuolleisuus pysyvät muuttumattomina läpi elinkaaren – Pagurus longicarpus -erakkoravulla kahdeksan vuotta, lampipolyypeilla arvioiden mukaan huikeat 1400 vuotta. Ne eivät siis vanhene, vaan yksilöitä vain kuolee syystä tai toisesta tasaiseen tahtiin, kunnes viimeinenkin on mennyttä. Toiset, kuten aavikkogofferikilpikonna (Gopherus agassizii), australiankrokotiili (Crocodylus johnstoni), monet puut, pensaat ja korallit, sen sijaan näyttävät vanhenevan käänteisesti. Iän myötä niistä tulee entistä sitkeähenkisempiä ja niiden hedelmällisyyskin kasvaa.

On joukossa muitakin kummallisuuksia. Osa lajeista lakkaa lisääntymästä ennen kuin ehtii kovinkaan vanhaksi. Jos elämän tarkoitus on viedä geenejä eteenpäin, miksi säästää resursseja elossa pysyttelyyn vielä lisääntymisiän jälkeen? Entä miksi monen linnun hedelmällisyys kasvaa iän myötä aivan raihnaisuuteen saakka, tai siinä on hämmentävästi kaksi huippua – toinen nuorena, toinen vanhana?

Petteri Ilmonen Turun yliopiston biologian laitokselta auttoi ystävällisesti ottamaan selkoa tästä sopasta. Ikääntymisen tutkimus on keskittynyt ihmistä muistuttaviin mallilajeihin, eikä näitä poikkeavia lajeja ymmärretä kovinkaan hyvin. Jotain niistä voidaan silti sanoa.

Kilpikonnien, krokotiilien ja puiden vahvistuminen iän myötä selittynee ainakin osittain sillä, että ne kasvavat jatkuvasti, eivätkä meidän ihmisten tapaan lakkaa kasvamasta sukukypsyyden saavutettuaan tai pian sen jälkeen. Mitä isommiksi ne ehtivät, sitä paremmin ne ovat turvassa pedoilta, ja sitä enemmän jälkikasvua ne pystyvät tuottamaan.

Iän myötä laskeva tai tasaisena pysyvä kuolleisuus johtaa myös siihen, että vaikka 95 % yksilöistä on kuollut johonkin rajapyykkiin mennessä, muita onnekkaammat yksilöt voivat sinnitellä hyvinkin pitkään ohi odotetun elinaikansa. Kirjosiepoilla (Ficedula hypoleuca) 95 prosentin rajapyykki kulkee viidessä ikävuodessa. Vanhin Suomessa rengastettu kirjosieppo eli lähes 11-vuotiaaksi, ja luultavasti lisääntyi kuolemaansa saakka. Jos ihmiset vanhenisivat samalla tavalla, liikuskelisi kaduilla yksittäisiä 200-vuotiaita lastenvaunuja työnnellen (kuva: Alpo Roikola/Wikipedia).

Lintujen iän myötä nousevan hedelmällisyyden kohdalla kyse voi olla siitä, että pesiminen on vaativaa puuhaa. Parinvalinta, reviirin valloitus ja puolustus, pesänrakennus ja poikasten hoito vaativat paljon linnun aivoilta, ja vasta harjoitus tekee mestarin. Iän myötä paranee ainakin etelänmyrskylintujen (Fulmarus glacialoides), alppitervapääskyjen (Apus melba) ja talitiaisten (Parus major) lisääntymismenestys. Veikkaan, että parisiteen muodostavilta, poikasiaan hoitavilta kaloilta saataisiin samannäköisiä käyriä, mutta niitä ei ainakaan Naturen paperissa ollut näytillä yhtäkään.

Artikkelin elinkaarikuvaajat on järjestetty alkamaan moderneista ihmisistä, tarkemmin sanoen 2000-luvun japanilaisista naisista. Siitä ne jatkuvat vähitellen yhä enemmän omastamme poikkeaviin elinkaariin. Ne on järjestetty nimenomaan kuolleisuuskäyrän mukaan, sillä ihmisillä – etenkin teollisuusmaiden nykyasukkailla – kuolleisuuden nousu iän myötä on tutkittujen lajien joukossa ainutlaatuisen jyrkkää. Koska aikuisten kuolleisuus ennen vanhuutta on melkein olematonta, lähes kaikki elävät vanhoiksi. Vasta hyvin vakavat vanhuuden sairaudet johtavat kuolemaan – ja ne iskevät kaikille suunnilleen samassa iässä.

Mielenkiintoista on, että teollisuusmaiden ihmisten ja metsästäjä-keräilijöiden väliin sijoittuu kaksi eri eläintä – eikä kumpikaan niistä ole edes nisäkäs. Äärimmäisen uhanalainen balinkottarainen (Leucopsar rothschildi) muistuttaa tutkituista lajeista kaikkein eniten ihmistä. Balinkottarainen on kaikkein hedelmällisimmillään nuoruudessaan ja vanhuuden raihnaisuus iskee sille nopeasti ja rajuna. Sillä on jopa vaihdevuodet. Ainoa vain, että balinkottaraisella tämä kaikki tapahtuu 18 vuodessa.

Toinen ihmisten väliin sijoittuva elinkaari kuuluu villille miljoonakalalle (Poecilia reticulata). Hämmentäväksi jutun tosin tekee se, että miljoonakalakoiraat voivat lisääntyä vielä yli puoli vuotta kuolemansa jälkeen – naaraat nimittäin säilövät siittiöitä. En osaa sanoa, kuinka se on tässä kuvaajassa otettu huomioon. Joka tapauksessa miljoonakalojen ihmismäinen elinkaari mahtuu reiluun kolmeen vuoteen. Hyvin erilaisilla eläimillä voi olla samannäköiset elinkaaret niin kuolleisuuden kuin hedelmällisyydenkin suhteen, mutta käyrien muodolla näyttää olevan hyvin vähän tekemistä sen kanssa, kuinka pitkälle ajanjaksolle ne sijoittuvat.

Vaihdevuodet ovat vielä yksi mielenkiintoinen vinkkeli ikääntymiseen. Useimmat sellaisetkin eläimet, jotka vanhenevat meille tuttuun tapaan, lisääntyvät kuolemaansa saakka. Niiden lisääntymisvauhti voi hiipua, mutta kokonaan ne eivät lopeta, oli kyse sitten simpansseista, leijonista tai varpushaukoista. Sen sijaan ihmisnaisten lisääntymiskoneisto kytkee itsensä pois päältä noin viisikymppisenä, minkä jälkeen jatkamme elämää vielä vuosikymmeniä.

Ihmisillä vaihdevuosia pidetään monimutkaisen sosiaalisen elämän tuotteena: isoäidit auttavat hoitamaan ja ruokkimaan lapsenlapsiaan ja toimivat tietopankkeina, joiden avulla kulttuuri siirtyy sukupolvelta toiselle. Jonkinlaista kokeellistakin tukea isoäitien avusta lapsenlapsille vaikeina aikoina on saatu esimerkiksi suomalaisista kirkonkirjoista.

Vaihdevuosia pidetään usein ihmiselle ainutlaatuisena piirteenä, mutta sitä se ei suinkaan ole. Vaihdevuodet näyttävät olevan yleinen piirre ainakin hammasvalailla: miekkavalaiden (Orcinus orca), kaskelottien (Physeter macrocephalus) ja pallopäävalaiden (Globicephala macrorhynchus) naaraiden tiedetään lakkaavan lisääntymästä noin nelikymppisinä, minkä jälkeen niilläkin on vielä vuosikymmeniä elinaikaa. Olettaa voi, että myös valasmummojen tehtävä on auttaa sukulaisiaan ja välittää elinaikanaan keräämäänsä tietoa uusille sukupolville. Ainakin miekkavalasäitien tiedetään olevan tärkeä tuki pojilleen vielä aikuisinakin (kuva: NOAA).

Laboratorio-oloissa moni muukin eläin voi elää niin pitkään, että lakkaa lisääntymästä, mutta miljoonakalojen, platyjen opossumien ja undulaattien tapauksessa kyse lienee pikemminkin poikkeuksellisista olosuhteista kuin siitä, että niillä luonnossa normaalisti esiintyisi vaihdevuosia. Naturen artikkelissa on myös pari todella hämmentävää tapausta. Mikroskooppinen rataseläin (Macrotrachela sp.) ja sukkulamato (Caenorhabditis elegans) lakkaavat lisääntymästä ennen kuin puoletkaan niiden päivissä laskettavasta elinkaaresta on kulunut. Mitähän ne mahtavat elämänsä ehtoopuolen puuhata ja miksi? Minä en ainakaan osaa edes arvata.

——————————————————————-

Lähteitä ja lisäluettavaa:

Kirjoitin lampipolyypien pitkäikäisyydestä aiemmin artikkelissa Kuolematon Hydra ja hermomyrkkyhampaat.

Jones ym. 2013: Diversity of ageing across the tree of life. Nature.

Only Human: Why do we age? A 46-species comparison. Populaariartikkeli samasta tutkimuksesta.

McAuliffe & Whitehead 2005: Eusociality, menopause and information in matrilineal whales. Trends in Ecology and Evolution.