Leben findet in Phasen statt
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Eine unbekannte Biodiversität
Jeder Organismus, ob Pflanze, Tier oder Pilz, trägt in sich ein Lebensprogramm, das von seinen Genen gesteuert wird. Je nach Lebewesen sieht dieses ein Leben in verschiedenen Phasen vor, die sich in ihrer Anzahl und Dauer unterscheiden können. Bis zur Fortpflanzung muss jedes Lebewesen wachsen, sich entwickeln und wird sich und sein Aussehen unter Umständen enorm verändern. Was für ein Wunder ist beispielsweise die Metamorphose vom Froschlaich, zur Kaulquappe bis zum fertigen Frosch! Das genetische Programm steuert die Entwicklung jedes Lebewesens und damit zu einem erheblichen Teil, was einmal aus ihm wird. Mit zunehmendem Alter wird das Lebensprogramm durch Fehler gestört
Die durchschnittliche Lebenserwartung (im Bild in Jahren angegeben) ist so verschieden, wie auch das Altern in der Natur unterschiedlich abläuft. Sie widerspiegelt eine Biodiversität, die den wenigsten bewusst sein dürfte!
Aus einer evolutiven Perspektive dreht sich in der Biologie fast immer alles um Vererbung, also die Weitergabe der eigenen Gene an Nachkommen. Die Evolution selektioniert Gene von Lebewesen, die sich erfolgreich fortpflanzen. Was nach der Fortpflanzung geschieht, ist der Evolution meist egal. Auch die Langlebigkeit spielt keine Rolle. Abhängig von der Entwicklung eines Lebewesens, aber auch der Art und Weise, wie es sich fortpflanzt, ist ein kurzes Leben genauso reproduktiv erfolgreich wie ein langes. Ein paar Beispiele zur Erläuterung.
Das anpassungsfähigste Tier der Welt
Einfach organisierte Lebewesen können sich ohne geschlechtliche Fortpflanzung (asexuell), durch Teilung oder Abtrennen einzelner Teile ihres Körpers vermehren. Wie bei Erdbeeren (> Ausläufer) und Kartoffeln (> Knollen), sind auch die Nachkommen des Gemeinen Wasserflohs Daphnia pulex normalerweise Klone. Ihre genetische Ausstattung entspricht der ihres Elters. Sie haben die gleichen Eigenschaften wie dieser. So produzieren auch die Klone wieder Nachkommen, die Doppelgänger ihres Elters sind. Klonen bis in die Unendlichkeit macht die Wasserflöhe theoretisch unsterblich! Wirklich?
Unter Stressbedingungen, zum Beispiel bei fehlender Nahrung, pflanzen sich auch Wasserflöhe sexuell mit einem zweiten Elter fort. Dadurch entstehen einzigartige Lebewesen mit neu kombinierten Erbanlagen. Diese ermöglichen es Wasserflöhen, die systematisch zu den Krebsen gehören, sich rascher an veränderliche Lebensbedingungen anzupassen. Wasserflöhe können sich sogar – quasi bei Bedarf – eine Rüstung mit Stacheln und Helm wachsen lassen, wenn Fressfeinde in ihrem Umfeld auftauchen!
Und wie alt wird denn nun so ein Gemeiner Wasserfloh? Zwischen 50 bis 90 Tage ist seine Lebenserwartung.
Der Gemeine Wasserfloh ist ein Kosmopolit, er kommt fast überall vor. Er besitzt über 30’000 Gene, was bislang ein Rekord im Tierreich ist. Einzigartig ist auch, dass Daphnia pulex über einen Drittel Erbanlagen besitzt, die es mit keiner anderen Art zu teilen scheint. Diese genetische Komplexität dürfte die hohe Anpassungsfähigkeit an veränderliche Umweltbedingungen des Gemeinen Wasserflohs erklären.
Eintagsfliegen – von wegen!
Naturmuseen zeigen in der Regel ausgewachsene Lebewesen. Dabei ist dieser Lebensabschnitt des Erwachsenseins auf die ganze Lebensdauer gesehen oft der kürzeste. Insekten wie die Gemeine Eintagsfliege Ephemera vulgata durchlaufen im Verlauf ihres Lebens eine Metamorphose. Nach dem Schlupf aus dem Ei durchläuft sie ein zweijähriges Stadium als Larve. In dieser Phase wächst und häutet sich die Eintagsfliege mehrmals, bis sie sich schliesslich verpuppt. Nach dem zweiten Schlüpfen, als erwachsene Fliege, bleiben ihr nur gerade 40 Minuten bis 4 Tage Lebenszeit übrig. Fressen kann sie nicht mehr, weil ihre Mundwerkzeuge verkümmert sind. Nur die Paarung und die Eiablage zählen. Dann hat sie ihren Lebenszweck erfüllt.
Die Gemeine Eintagsfliege lebt grösstenteils als Larve am Gewässergrund. Nach der Paarung setzt das Fliegenweibchen im Flug, ihren Schwanz ins Wasser tauchend, die befruchteten Eier ab. Ihre Nachkommen wird sie nicht erleben, denn schon wenige Stunden später wird sie selbst völlig erschöpft und im Sterben auf die Wasseroberfläche sinken.
150 Jahre warten bis zum Ersten Mal
Sexuelle Fortpflanzung ermöglicht Lebewesen also, Nachkommen mit – hoffentlich! – noch besserer genetischer Ausstattung zur produzieren, die auf veränderliche Umweltbedingungen genauso robust reagieren wie auf Krankheitserreger oder mangelnde lebensnotwendige Ressourcen. Der Preis dafür ist, dass zueinander passende männliche und weibliche Keimzellen sich überhaupt finden. Für Tiere wie Quallen, die im offenen Meer leben und bei denen es oftmals zu keiner eigentlichen Verpaarung kommt, grenzt dies fast an ein Wunder. Noch mehr fasziniert möglicherweise der Grönlandhai Somniosus microcephalus. Im Mutterleib schlüpft der Baby-Hai aus seinem Ei und wird anschliessend geboren. In den arktischen Gewässern des Nordatlantiks, seinem Lebensraum, entwickelt er sich sehr langsam. Erst mit 150 Jahren wird er geschlechtsreif und kann sich zum ersten Mal paaren. Dafür haben Grönlandhaie die höchste Lebenserwartung aller Wirbeltiere. Sie können bis zu 400 Jahre alt werden.
Der Grönlandhai lebt in eisigen Gewässern und führt ein Leben in Zeitlupe. Er wächst langsam, er schwimmt langsam und er braucht ein halbes Leben, um sich fortpflanzen zu können.
Alles auf eine Karte setzen, mit Unterstützung der Grossmütter
Nicht nur beim Menschen, auch bei anderen sozialen Säugetieren kommt es vor, dass Grosseltern bei der Jungenaufzucht mithelfen. Mit zunehmendem Alter erhöhen sich die Gefahren einer neuerlichen Schwangerschaft und Geburt. Statt sich selbst bis ans Lebensende zu vermehren, erhöht das Engagement die Überlebenswahrscheinlichkeit der Jungen und ist aus verwandtschaftlicher Sicht durchaus sinnvoll. Trotzdem ist eine eigentliche Menopause nur bei Weibchen wenigen Arten nebst uns Menschen nachgewiesen. Dazu zählen Schimpansen, Rhesusaffen und einige Zahnwale, wie der Orca.
Orcas, auch bekannt als Schwertwale, wachsen die ersten 10 bis 15 Jahre nach der Geburt mit ihrer Mutter auf und werden während dieser Zeit fortpflanzungsfähig. Für 20 bis 25 Jahre können sie Junge bekommen. Danach tritt bei Weibchen eine Menopause ein, die sie um mehrere Jahrzehnte überleben können.
Orcas schwimmen in Gruppenverbänden mit ihrer Mutter, Geschwistern und den eigenen Kälbern. Es wird vermutet, dass «Grossmütter», also Weibchen, die sich nicht mehr fortpflanzen, mehr Zeit und Energie für den Nachwuchs in ihrer Gruppe (Matriarchat) haben und dessen Überlebenschance erhöhen.
tick tack – der Countdown des Lebens
Die maximale Lebensdauer wird selten erreicht
Nur wenige Lebewesen sterben in der freien Natur den einfachen Alterstod. Viel häufiger sind es andere Ursachen, die zum Ableben führen. Dazu gehören zum Beispiel Verletzungen, Krankheiten, Parasitenbefall, Gefressenwerden, Verhungern, Verdursten, Ersticken oder Lichtmangel. Natürlich hat die Evolution dagegen Abwehrmechanismen entwickelt! Mit Stacheln und Dornen wehren sich Tiere und Pflanzen gegen Fressfeinde, mit Tarnfarben entziehen sie sich deren Blicke oder haben Rüstungen in Form von Panzern oder verstärkten Strukturen, die manchmal mit eingelagerten Giftstoffen noch zuverlässigere Abwehr bieten.
Fang mich doch, mit meinen langen Beinen komm ich schon davon! Flügel oder Grabschaufeln sind ausserdem meine Geheimwaffen, um jedem Fressfeind zu entkommen. Und wer mich doch erwischt, der wird mich nicht mögen, weil meine Haut giftiges Drüsensekret abgibt.
Was uns zusteht – eineinhalb Milliarden!
Eine biologische Faustregel lautet, je grösser ein Tier ist, desto langsamer schlägt sein Herz und desto länger lebt es. Wissenschaftler haben berechnet, dass Wirbeltiere, mit einzelnen Ausnahmen, im Schnitt eineinhalb Milliarden Herzschläge alt werden. Auf schwere Tiere wie z.B. den Pottwal (40 Tonnen schwer, 30 Herzschläge / Minute, ca. 70 Jahre) oder den Tiger (180 kg schwer, 60 Herzschläge / Minute, ca. 16 Jahre) trifft diese Regel zu. Bei Tieren, die weniger als ein Kilogramm wiegen, verschwindet der Zusammenhang allerdings und Ausreisser gibt es ohnehin immer. Dazu gehören für einmal auch wir Menschen.
Der Lebensdauerquotient (LQ) gibt an, um welchen Faktor diese Lebewesen ihre theoretische Lebenserwartung übersteigen. Der LQ des Menschen beträgt 5. Übersetzt heisst das, wir leben fünfmal länger als für unsere Körpergrösse erwartet! Zu den Ausreissern gehört auch der Grönlandhai und der Nacktmull, auf den gleich näher eingangen wird.
Der Mensch hat seine Lebenserwartung durch verbesserte Hygienebedingungen, Gesundheitsversorgung und Ernährung optimiert.
Mehr Nachwuchs – kürzeres Leben?
Elternschaft kann sehr anstrengend und auszehrend sein. Für manche Lebewesen so sehr, dass sie sterben, kaum sind ihre Jungen auf der Welt. Die Nachkommen der Breitfuss-Beutelmaus Antechinus in Australien lernen ihren Vater nicht kennen. Um möglichst viele Weibchen zu begatten, leistet sich das Männchen einen bis zu 14-stündigen Sex-Marathon. Der dadurch verursachte Stress und erhöhte Hormonpegel kosten ihn schliesslich das Leben, noch im ersten Lebensjahr. Weibchen dagegen können bis zu drei Jahre alt werden.
Genau umgekehrt verhält es sich bei der Gewöhnlichen Krake Octopus vulgaris. Nach der Paarung legt das Weibchen bis zu einer halben Million Eier, die sie in Schnüren in Spalten und Höhlen am Meeresgrund versteckt. Je nach Wassertemperatur dauert es zwei bis vier Monate bis die Kleinen schlüpfen. Ihre Mutter hat sie bis dann ständig bewacht, sie regelmässig geputzt und ihnen frisches Wasser mit den Tentakeln zugefächert. Auf die Nahrungsaufnahme dagegen hat sie verzichtet und stirbt schliesslich völlig ermattet.
Die Eiablage, bei der die Gewöhnliche Krake ihre Eier in Schnüren an die Decke ihrer Höhle klebt, nimmt viele Tage in Anspruch. Bis zum Schlüpfen vergehen bis zu 16 Wochen.
Den Jungbrunnen gefunden?
Altern ist eine Folge chemischer Schäden, die sich in den Zellen ansammeln. Davon merken wir Menschen zunächst wenig. Mit zunehmendem Alter kann ein grosses Systemversagen, ausgelöst durch viele kleine Defekte, schliesslich aber zum Tod führen. In diesem Sinn altern Menschen «zuerst schleichend, dann plötzlich» (aus dem Roman Fiesta von Ernest Hemingway). Ein Tier jedoch scheint den Tod hinauszögern zu können.
Der Nacktmull ist ein nahezu haarloses Nagetier, das in Afrika heimisch ist. Schön ist er wahrlich nicht, aber dafür Liebling der Altersforscher. Obwohl nur so gross wie eine Wühlmaus, können Nacktmull-Weibchen bis zu 30 Jahre alt werden. Ihr LQ liegt bei 6.7 und bedeutet für terrestrische Säugetiere einen Rekord. Sie zeigen keine Alterserscheinungen wie Krebs oder andere Alterskrankheiten und entsprechend nimmt auch die Wahrscheinlichkeit zu sterben nicht zu mit dem Alter. Möglicherweise steckt dahinter ungewöhnlich reparierfreudiges Erbgut. Die Wissenschaft weiss es nicht.
Nacktmulle leben in unterirdischen Kolonien, mit einer einzigen Königin wie Ameisen oder Bienen. Sie ist grösser als alle anderen und nur sie bekommt Nachwuchs. Während der Trächtigkeit wird die Königin nicht dick, dafür lang: Ihre dehnbare Wirbelsäule sorgt – je nach Wurfgrösse – für mehr Platz im Uterus. Schliesslich bringt die Königin durchschnittlich 11, manchmal aber auch über 20 Junge zur Welt.
Die Rekordhalterinnen und Rekordhalter
Altersrekorde bei Tieren halten oft solche, die in der Obhut des Menschen leben. Viele der natürlichen Gefahren lassen sich in Zoos oder Tierpärken wörtlich aussperren. Fressfeinde haben sie dort genauso wenig, wie Krankheiten oder Verletzungen unbemerkt bleiben. Zootiere geniessen stattdessen idealerweise eine artgerechte Haltung mit allen Annehmlichkeiten, von gesundem Futter bis zu veterinärmedizinischer Versorgung. Die Asiatische Elefantenkuh Chengalloor Dakshayani lebte in einer Tempelanlage in Kerala, Indien und wurde 89 Jahre alt. Damit hat sie die durchschnittliche Lebenserwartung ihrer Artgenossen von circa 50 Jahren um Jahrzehnte übertroffen. Fred, ein Gelbhaubenkakadu, ist anfangs 2025 im Alter von 111 Jahren im Tierpark Bonorong, Tasmanien verstorben. Die Aldabra-Riesenschildkröte Adwaita starb 2006 mit 256 Jahren im Zoo von Kalkutta.
Gemäss den Unterlagen des Zoos von Kalkutta ist Adwaita im Jahre 1750, eventuell sogar schon 1705, auf den Seychellen geschlüpft. Das Männchen wurde von britischen Seeleuten nach Indien gebracht. Seine Jugend verlebte er im Garten des britischen Kolonialbeauftragen, bevor er in den Zoo umzog. Einige Monate vor seinem Tod 2006 bekam Adwaitas Panzer einen Riss, was zu einer tödlichen Infektion führte.
Das älteste Lebewesen überhaupt ist zugleich das grösste und schwerste
Es gibt verschiedene Methoden, um das Alter eines Lebewesens zu bestimmen. Bei Tieren, die in jahreszeitlich geprägten Lebensräumen leben, lassen sich Jahrringe an Zähnen oder Ohrsteinen (Oolithen), aber auch an Fischschuppen feststellen. Sie entstehen wie die Wachstumsringe bei Bäumen, weil im Winter der Stoffwechsel durch das eingeschränkte Angebot und den Mangel an Sonnenlicht reduziert ist.
Anders verhält es sich mit Lebewesen, die sich durch Teilung vermehren und sogenannte Klone bilden. Die Nachkommen sind genetisch identisch wie ihr Elter. Anhand der Fläche (also ihrer «Grösse»), die sie zusammen einnehmen, kann ihr Alter theoretisch bestimmt werden. Oft werden Stichproben aber gar nicht weit entfernt genug voneinander genommen und das Alter geklonter Organsimen unterschätzt.
Der Pando, die Amerikanische Zitterpappel, bildet einen Wald aus Einzelbäumen, 50 km entfernt von Richfield Utah in den USA. Durch ein unterirdisches Wurzelgeflecht sind diese Bäume miteinander verbunden und bilden genau genommen ein einziges Lebewesen. Der ganze Pando-Wald erstreckt sich über eine Fläche von 40 Fussballfeldern (43,6 Hektare), wiegt geschätzt 6000 Tonnen und besteht aus 47'000 Einzelbäumen. Im Jahr 2024 schätzten Forscher das Alter des Pandos auf 9'000 bis 16'000 Jahre, wobei die Einzelbäume selten älter als 130 Jahre alt werden.
Das unterirdische Wurzelgeflecht des Pandos ist uralt. Für sein dauerhaftes Bestehen ist es wichtig, dass der oberirdische Teil (sprich der Wald) sich erneuert. Verbiss durch wildlebenden Huf-, aber auch Nutztieren gefährdet aktuell die natürliche Verjüngung.
Der Countdown läuft, auch bei Pflanzen
Pflanzen ziehen ihre Kraft aus der Lichteinstrahlung. Je mehr Licht eine Pflanze bekommt, desto schneller setzt sie diese in Energie um und altert deshalb schneller. Der Countdown bei Pflanzen hängt also von der Lichtmenge ab. Wie hoch die Lichtdosis bis zum Tod einer Pflanze ist, wurde noch nicht erforscht.
Die gewöhnliche Sonnenblume Helianthus annus stammt ursprünglich aus Amerika und gelangte im 16. Jahrhundert nach Europa. Sie ist sehr lichtabhängig und gedeiht an warmen, sonnigen Standorten am besten. Als Jungpflanze, ehe sie verholzt, dreht sie sich im Tagesverlauf nach der Sonne. Ausserdem vermag sie - mit Hilfe von Sonnenlicht - gewaltige Mengen an Kohlendioxid (bis zu 100 m3 pro Tag) zu binden.
Warum eliminiert die Evolution Fehler nicht?
Die Zellen, aus denen ein Lebewesen besteht, funktionieren wie eine Grossstadt. Es gibt solche, die für die Produktion von Waren, für die Qualitätskontrolle, den Transport oder Recycling zuständig sind. Mit zunehmendem Alter schleichen sich Fehler bei der Produktionskette in den Zellen ein. So passieren bei jeder Zellteilung in unserem eigenen menschlichen Körper mehrere tausend Fehler. Ein Reparatursystem behebt diese, aber es kann nicht verhindern, dass sich bei jeder Zellteilung die Chromosomen verkürzen. Dadurch gehen schliesslich lebenswichtige Gene verloren.
Mutationen sind Fehler bei der Zellteilung, die spontan oder durch schädliche Umwelteinflüsse (zum Beispiel UV-Strahlen) verursacht werden. Sie können schwerwiegend sein und die Anzahl der Chromosomen betreffen, den Bau eines einzelnen Chromosoms oder ein einzelnes Gen. Letzterer Fehler manifestiert sich oft erst später im Lebensverlauf. Dann, wenn wir uns schon fortgepflanzt haben, bleiben solche Genmutationen erhalten.
Grosse Fehler oder Verletzungen machen sich bei allen Lebewesen sofort bemerkbar. Dagegen bleiben die abertausenden von Fehlern, die in den Körperzellen täglich passieren, oft folgenlos und entsprechend unbemerkt.
Unendlichkeit
Altern und sterben gehört zum Leben dazu. Wahrscheinlich altern alle Lebewesen, aber unterschiedlich schnell. Auf die Frage, warum die Unterschiede so gross sind, gibt es keine allgemeingültige Antwort.
Schon während der Embryonalentwicklung gibt es Zellen, die absterben oder ersetzt werden. Andererseits leben in jedem Organismus Erbanlagen weiter, die schon vor Milliarden von Jahren existierten. In diesem Sinne existiert Leben, zu dem auch wir Menschen gehören, seit Jahrmillionen. Und theoretisch besteht es, solange das Leben auf der Erde nicht ausgelöscht wird, bis in die Unendlichkeit.
Wird der Mensch irgendwann unsterblich sein? Würden Sie unsterblich sein wollen? Und würden Sie anders leben, wenn Sie noch älter oder gar unsterblich werden könnten? Wir laden Sie ein, «ticktack – der Countdown des Lebens» zu besuchen und zu staunen, wie vielfältig das Leben und Altern in der Natur ist. Wenn Sie mögen, dürfen Sie uns auf dem Rundgang verraten, was es für Sie bedeutet, älter zu werden und was für Sie das beste Alter ist. Wir freuen uns auf Ihren Besuch!
