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Ist der menschliche Körper zum Sterben programmiert?

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Aus dieser Frage: Was ist der evolutionäre Vorteil des Todes?:

Gibt es Beweise dafür, dass der menschliche Körper systemische Selbstzerstörung in sein Entwicklungsprogramm eingebaut hat? Ich spreche nicht von der Zelltodreaktion, von der ich weiß, dass sie ein wichtiger Bestandteil von Wachstum, Entwicklung und Krebsprävention ist.

Ich habe einiges über Telomerverkürzung gelesen, weiß aber nicht, ob dies eine Ursache oder eine Wirkung ist.


Aus einer bestimmten Sicht könnte man argumentieren, dass unser Körper von Natur aus eine begrenzte Lebensdauer hat;

  • Telomere sind Verlängerungen am Ende von Chromosomen, die Schäden oder den Verlust genetischer Informationen während der Zellteilung verhindern. Telomere werden nicht ersetzt (in normalen Zellen), was zu a . führt Replikative Lebensdauer; wie oft sich eine Zelle teilen kann, bevor sie den Zellzyklus dauerhaft verlässt (Seneszenz).
    • Dies wird allgemein als ein Anti-Krebs-Mechanismus zum Schutz vor Fehlern angesehen, die sich durch viele Zellteilungen in das Genom einschleichen. Um krebserregend zu werden, muss eine Zelle zunächst ihre Replikationslebensdauer überwinden [Ref.]. Dies wird durch die Aktivierung des (normalerweise inaktiven) Telomerase Enzym, das die Telomere verlängert - embryonale Stammzellen sind einer der wenigen Zelltypen, die dieses Enzym normalerweise exprimieren.

Es gibt andere Möglichkeiten, wie Sie argumentieren könnten, dass unsere Lebensdauer grundsätzlich begrenzt ist, aber Es ist wichtig zu beachten, dass das Ziel nicht darin besteht, zu sterben, sondern zu wachsen Fitness (im darwinistischen Sinne) früher im Leben. Dies ist bekannt als antagonistische Pleiotropie; wenn eine vorteilhafte Eigenschaft zu Beginn des Lebens später im Leben nachteilig ist.

Die Verkürzung der Telomere ist nur ein Beispiel für antagonistische Pleiotropie (schützt in jungen Jahren vor Krebs, begrenzt aber die Anzahl der Zellteilungen).

Andere Merkmale, die die Lebensdauer von Natur aus begrenzen, umfassen;

  • Neuronen replizieren sich (in der Regel) nicht und halten ein Leben lang. Dies schließt sie sicherlich von der replizierten Seneszenz aus, bedeutet jedoch, dass sie sehr anfällig für "Verschleiß" sind; oxidativer Stress ist ein natürliches Nebenprodukt der Atmung, und die überwiegende Mehrheit der Schäden, die von diesen Spezies (z . Ohne Intervention ist dies bei jedem Einzelnen unvermeidlich (die Bewertung des Alterns ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich, aber Altern und altersabhängige Krankheiten sind Störungen, die ein natürlicher Bestandteil des Lebens sind).
  • Dasselbe gilt für Herz und glatte Muskulatur – obwohl viele Reparaturen durchgeführt werden können, ist es unvermeidlich, dass sich im Laufe des Lebens Schäden einschleichen, und daher ist die überwiegende Mehrheit der altersbedingten Todesfälle beim Menschen auf eine Weise auf Herzprobleme zurückzuführen oder ein anderes.

Es gibt also keine „programmierte“ Begrenzung der Lebensspanne, da wir uns nicht zum Sterben entwickelt haben, sondern unser Körper von Natur aus durch die Systeme, die sich entwickelt haben, begrenzt ist. Die Lebenserwartung betrug vor einigen tausend Jahren ~20 Jahre (wenn Sie über das Säuglingsalter hinaus gelebt haben!), während dies in der entwickelten Welt heute ~80 Jahre beträgt, sodass unser Körper bereits weit über unsere "natürliche" Lebensspanne hinaus überleben kann und somit wir erliegen nun einer altersbedingten Krankheit. Die Evolution hat Millionen von Jahren damit verbracht, uns jeden möglichen Vorteil zu verschaffen, der zum Fortpflanzungserfolg führt. Die natürliche Selektion von Merkmalen über die Reproduktion hinaus ist sekundär gegenüber denen zuvor, und damit haben wir grundsätzlich eine begrenzte Lebensdauer.


Es gibt ein Argument für einen evolutionären Vorteil der begrenzten Lebensdauer. Dies erscheint zunächst kontraintuitiv, bis man bedenkt, dass die natürliche Selektion nicht auf Individuen, sondern auf Gene einwirkt. Es wird vorgeschlagen, dass (unter Umständen) für einen Organismus eine kürzere Lebensdauer von Vorteil ist, da dies den Umsatz von Individuen in dieser Population erhöht. Dies wiederum erhöht ihre Entwicklungsfähigkeit - eindeutig von Vorteil für das/die dieses Merkmal beeinflussende(n) Gen(e), wenn es die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Reproduktion erhöht und somit dieses Gen/Allel/Merkmal weitergibt…

Ich mag diese Hypothese und kann sehen, dass die natürliche Auslese sie begünstigen könnte. Ich denke, Mäuse sind hier großartige Beispiele; sie haben eine viel kürzere Lebensdauer als wir, aber sie "altern" (biologisch) gleich (Herzprobleme, Diabetes, Krebs), aber schneller, um einen höheren Bevölkerungsumsatz zu erzielen). In einer Umgebung mit hoher Sterblichkeit werden die anpassungsfähigsten Tiere erfolgreicher sein.

Ich denke jedoch, dass dies wahrscheinlich sekundär gegenüber dem Druck auf andere Überlebensmerkmale ist, die die Chancen einer erfolgreichen Reproduktion direkter erhöhen.


Ich kenne mich mit Evolutionsbiologie nicht sehr gut aus, daher werde ich dies aus der Perspektive der Molekular- / Zellbiologie beantworten.

Die kurze Antwort lautet: Nein, mir sind keine Beweise für einen eingebauten "Tod" bekannt.

Die lange Antwort:

  1. Telomere werden durch wiederholtes Kopieren von Chromosomen verkürzt (da sich Zellen wiederholt teilen, verkürzen sich die Telomere). Kürzere Telomere machen die Chromosomen instabiler und können zu einigen der Alterungssymptome führen (wie zum Beispiel die Einschränkung der Organregeneration). Dies ist jedoch eher eine Nebenwirkung davon, dass der Mensch nicht die effizienteste Telomerase aller Zeiten hat.

Letztendlich tragen verkürzte Telomere zwar dazu bei, die Zahl der Replikation einer Zelle zu begrenzen (Hayflick-Limit), aber wir haben auch Stammzellen, die dann diese seneszenten Zellen ersetzen können. (Dies gilt auch für Gehirn und Herz: Stammzellen sind im Herzen und sogar in stark eingeschränkten Bereichen des Gehirns vorhanden und produzieren ein Leben lang Neuronen: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10834848/ .) Das Telomerproblem allein bestimmt also nicht den Tod.

  1. Andere Faktoren, die zum Altern beitragen, können in zwei Kategorien unterteilt werden, genetische Faktoren und die Akkumulation von Schäden.

Aber in beiden Gruppen liegt die Ursache nicht darin, dass wir genetisch darauf programmiert sind, zu einem bestimmten Zeitpunkt zu sterben. Es ist immer so, dass die zur Reparatur oder Regeneration verwendeten Systeme nach einiger Zeit versagen: Die DNA-Mutationsreparatur wird nicht mehr in der Lage, mit der Mutationsrate Schritt zu halten; Versagen der klonalen Deletion, die zu Autoimmunität führt; Hemmung der Autophagie durch mTOR, was zur Ansammlung alter und beschädigter Zellteile führt; Versagen seneszenter Zellen, Apoptose zu durchlaufen.

Es gibt viele andere Kennzeichen des Alterns, aber der rote Faden, den wir sehen, ist nicht, dass es ein festgelegtes Programm gibt, das zum Tod eines Organismus führt, sondern eher ein Versagen (durch Anhäufung von Schäden) der Systeme, die uns am Leben erhalten.


In Richard Dawkins Buch "The Selfish Gene" scheint es einen programmierten absichtlichen Tod des Körpers zu geben. Die Gene haben die Kontrolle. Sie suchen sich einen Partner, um Nachkommen zu zeugen, die noch besser geeignet sind, ihre Gene wieder weiterzugeben. Der Sinn des Lebens, wie wir ihn gesehen und beobachtet haben, liegt in Wirklichkeit darin, dass die Gene ihre Existenz in der Zukunft verewigen. Einmal weitergegeben, ist der Körper, der die Weitergabe durchgeführt hat, von geringem Nutzen. Je komplexer der Organismus wie ein menschlicher Partner ist, kann durch die Lebensspanne von Eltern und Verwandten ausgewählt werden. Es gibt kein Newtonsches Gesetz, das besagt, dass sich eine Zelle nicht einfach weiter replizieren und im Wesentlichen das Altern vermeiden kann. Unser Körper tut das aus einem bestimmten Grund. Eine, die wir einfach nicht verstehen.


Muskulös

5 Fakten über menschliche Muskeln: Ein Überblick über das Muskelsystem und wie sich Muskeln bewegen

Auf der einfachsten Ebene ermöglichen uns Muskeln, uns zu bewegen. Glatte Muskulatur und Herzmuskel bewegen sich, um Körperfunktionen wie Herzschlag und Verdauung zu erleichtern. Die Bewegung dieser Muskeln wird vom autonomen Teil des Nervensystems gesteuert – das sind die Nerven, die die Organe steuern. Skelettmuskeln bewegen unseren Körper im Raum. Sie erhalten direkte Anweisungen von den spezifischen Nerven, die jeden Muskel innervieren. Möchten Sie mehr über die Muskeln des menschlichen Körpers erfahren? Hier sind fünf weitere Fakten, die Sie über die Muskulatur im Hinterkopf behalten sollten.

3 Arten von Muskelgewebe: Die Funktion von Skelett-, Herz- und glatter Muskulatur

Etwa die Hälfte Ihres Körpergewichts besteht aus Muskeln. In der Muskulatur wird Muskelgewebe in drei verschiedene Typen eingeteilt: Skelett-, Herz- und Glattgewebe. Jede Art von Muskelgewebe im menschlichen Körper hat eine einzigartige Struktur und eine spezifische Rolle. Der Skelettmuskel bewegt Knochen und andere Strukturen. Der Herzmuskel zieht das Herz zusammen, um Blut zu pumpen. Das glatte Muskelgewebe, das Organe wie Magen und Blase bildet, verändert seine Form, um die Körperfunktionen zu erleichtern. Hier erfahren Sie mehr über den Aufbau und die Funktion der einzelnen Muskelgewebetypen der menschlichen Muskulatur.

Beschreibung der Skelettmuskeln: Eine Überprüfung der Muskelanhaftungen und -aktionen

Der menschliche Körper hat über 600 Muskeln. Das Erlernen der Muskulatur beinhaltet oft das Auswendiglernen von Details zu jedem Muskel, z. B. wo ein Muskel an Knochen ansetzt und wie ein Muskel bei der Bewegung eines Gelenks hilft. In Lehrbüchern und Vorlesungen werden diese Details über die Muskulatur mit schwer verständlichem Fachvokabular beschrieben. Hier ein Beispiel: Der Trizeps brachii hat drei Bäuche unterschiedlicher Herkunft (Schulterblatt und Oberarmknochen) und einen Ansatz (Ulna). Es ist ein Hauptantrieb der Ellbogenstreckung. Der Anconeus wirkt als Synergist bei der Ellenbogenstreckung.

Muskelkontraktionen: Wie Neurotransmitter und chemische Reaktionen Muskeln und Knochen bewegen

Wie bewegen sich die Knochen des menschlichen Skeletts? Die Skelettmuskulatur zieht sich zusammen und entspannt sich, um den Körper mechanisch zu bewegen. Nachrichten vom Nervensystem verursachen diese Muskelkontraktionen. Der gesamte Vorgang wird als Mechanismus der Muskelkontraktion bezeichnet und kann in drei Schritten zusammengefasst werden:

Pathologien des Muskelsystems: Häufige Erkrankungen und Zustände

Muskeln ermöglichen uns, uns zu bewegen, aber manchmal kann der Verschleiß, der durch die Bewegung unseres Körpers entsteht, zu Störungen der Muskulatur führen. Im Folgenden sind einige der häufigsten Muskelerkrankungen aufgeführt.

Der Karpaltunnel ist der Durchgang im Handgelenk, durch den der N. medianus und die Beugesehnen durch eine enge Öffnung verlaufen. Das Karpaltunnelsyndrom, auch Mediannervenkompression genannt, tritt auf, wenn sich die Sehnen entzünden, was zu einer Kompression des Medianusnervs führt. Symptome sind Schmerzen, Taubheitsgefühl und eventuelle Schwäche in der Hand. Das Karpaltunnelsyndrom kann aus einer Vielzahl von Gründen auftreten, darunter erbliche Veranlagung, sich wiederholende Bewegungen, Diabetes oder Schilddrüsenerkrankungen.


Zellapoptose

Apoptose ist das Gegenteil von ungeplantem Zelltod: Es ist ein sorgfältig ausgeführter Tod einer bestimmten Zelle, der manchmal als „programmierter Zelltod“ oder „Zellselbstmord“ bezeichnet wird. Diese Fähigkeit, auf Befehl zu sterben, ist im menschlichen Genom und auch im Genom anderer Organismen verankert. Laut dem College of St. Benedict und der St. John's University wird Apoptose verwendet, um die Anzahl der Zellen in einem Organismus auf einem bestimmten festgelegten Niveau zu halten, um dem Organismus eine schnelle Veränderung zu ermöglichen, beispielsweise während der Embryonalentwicklung, und um schädliche Zellen abzutöten .


Warum braucht Emory meinen Körper?
Fast alle Körper, die an der Emory Medical School verwendet werden, werden von großzügigen Personen gespendet, die den Lebenden nach dem Tod nützlich sein möchten. Wir alle können kein Krankenhaus stiften oder eine Klinik gründen, aber jeder von uns hat die Möglichkeit, der medizinischen Wissenschaft ein wertvolles Geschenk zu machen - das Geschenk seines Körpers nach dem Tod.

Darf ich meine Organe spenden und trotzdem meinen Körper an Emory spenden?
Die Entnahme von Organen und/oder Gewebe zur Transplantation kann eine Körperspende unpraktisch machen. Das Körperspendeprogramm fördert die Organspende, kann dem Spender jedoch nicht zusichern, dass der Körper angenommen wird.

Werde ich dafür bezahlt, dass ich meinen Körper Emory hinterlasse?
Nein. Emory kauft weder Leichen noch andere medizinische Fakultäten in den Vereinigten Staaten. Die Spende entlastet die Familie von vielen Kosten, die mit einer Trauerfeier verbunden sind.

Wird Emory den Transport der Leiche bezahlen?
Nein. Der Vertreter des Spenders wird gebeten, die Kosten für den Transport der Leiche zu Emory zu übernehmen. Das Körperspenderprogramm trifft Vorkehrungen mit einem Transportdienst, um sicherzustellen, dass der Spender sicher zur medizinischen Fakultät transportiert wird. 

Wie werden Einrichtungen für Bildung und Ausbildung genutzt?
Viele Gremien werden von eng beaufsichtigten Medizinstudenten und anderen Angehörigen der Gesundheitsberufe in Ausbildung entweder bei Emory oder an einer anderen akkreditierten Institution seziert. Andere werden von der Fakultät und den Bewohnern der medizinischen Fakultät verwendet, um neue chirurgische oder diagnostische Verfahren zu entwickeln oder um Ärzte oder andere Angehörige der Gesundheitsberufe weiterzubilden.

Ist das dasselbe wie eine Autopsie?
Nein. Eine Obduktion stellt die Todesursache fest und dauert nur kurze Zeit. Die anatomische Dissektion erfordert eine detaillierte Untersuchung des gesamten Körpers oder einzelner Komponenten, wobei der Schwerpunkt auf der normalen Struktur liegt. Der Familie des Spenders werden keinerlei Berichte übermittelt.

Wird mein Körper mit Respekt behandelt?
Jawohl. Fakultät, Studenten, Bewohner und Stipendiaten in der Ausbildung sind sich bewusst, dass der Körper, von dem sie lernen, eine großzügige Spende ist. Es ist keine Respektlosigkeit erlaubt. Jeder Gebrauch der Stelle wird streng überwacht, und die Identität der Stelle ist nur wenigen Fakultätsmitgliedern und Mitarbeitern bekannt. Leichen werden NICHT öffentlich gezeigt.

Ist meine Religion mit einer Körperspende einverstanden?  
Die meisten Religionen befürworten Körperspenden. Wenn Sie sich über die Position Ihrer Religion zum Gebrauch des Leichnams nicht sicher sind, wenden Sie sich an Ihren Minister, Pastor, Rabbi oder Priester.

Muss meine Familie mit meinem Wunsch einverstanden sein, Emory meinen Körper zu geben?
Emory bittet normalerweise die nächsten Angehörigen um Zustimmung, bevor sie eine Leiche akzeptiert. Es ist ratsam, Ihre Familie zu konsultieren, damit sie emotional darauf vorbereitet ist, Ihre Wünsche zu erfüllen. Sie müssen verstehen, warum Sie die Spende Ihres Körpers als Geschenk an alle zukünftigen Generationen empfinden. Emory wird eine Leiche ablehnen, wenn sich nahe Familienmitglieder der Spende widersetzen.

Dürfen meine Überlebenden eine Beerdigung für mich haben, wenn ich meinen Körper an Emory spende?
Bei entsprechender Koordination kann die Familie den Leichnam für eine Besichtigung und/oder eine Beerdigung einbalsamieren lassen. Andernfalls muss Emory die Leiche sofort nach dem Tod erhalten.

Wird die Leiche zur Beerdigung an die Familie zurückgegeben?
Nein. Nach dem Studium wird es ohne Kosten für die Familie eingeäschert. Dies kann bis zu 24 Monate nach dem Tod der Fall sein. Die Asche kann auf Wunsch der Familie zur privaten Entsorgung zurückgegeben werden. Die Asche wird per Einschreiben in den Vereinigten Staaten zurückgesandt. Für Vorbereitung und Versand wird eine geringe Gebühr erhoben.

Was passiert mit der Asche, wenn sie nicht zurückgegeben wird?
Sie werden nach einer Trauerfeier auf dem Friedhof Decatur in Decatur, Georgia, beigesetzt. Der Familie entstehen keine Kosten.

Was passiert, wenn ich weit von Emory entfernt sterbe?
Im Wesentlichen gibt es zwei Möglichkeiten: 
 (1) Die Leiche kann einer nahegelegenen medizinischen Fakultät angeboten werden, die Leichen benötigt. 
 (2) Die Leiche kann auf Kosten der Familie oder des Nachlasses in üblicher Weise bestattet oder eingeäschert werden. 

Darf Emory meinen Körper nach dem Tod ablehnen?
Jawohl. Emory behält sich das Recht vor, Körper abzulehnen, die für medizinische Studien nicht geeignet sind. Die Eignung wird festgestellt, bevor die Leiche nach Emory transportiert wird. Sie sollten alternative Pläne für die Entsorgung Ihres Körpers haben, falls er von der Medizinischen Fakultät nicht akzeptiert wird.

Wer soll über meinen Tod informiert werden?
Der Arzt, das Krankenhaus oder der nächste Verwandte sollte sofort das Körperspenderprogramm der Emory University anrufen: (404) 727-6242. Diese Nummer wird 24 Stunden am Tag beantwortet.

Dürfen Freunde und/oder Verwandte in meinem Andenken Beiträge zur Abteilung Zellbiologie leisten?
Jawohl. Geschenke sind steuerlich absetzbar, müssen an die Emory University School of Medicine überwiesen und an das Body Donor Program unter der unten angegebenen Adresse weitergeleitet werden. Geschenke werden dem Spender und Ihrer Familie gewürdigt. Gelder aus solchen Geschenken werden nur für die medizinische Ausbildung und Forschung verwendet.

Wie kann ich meinen Körper Emory überlassen?  
Ein einfaches Geschenkformular ist erforderlich. Sie müssen das Formular persönlich unterschreiben und mindestens 30 Tage vor Ihrem Tod an Emory zurücksenden. Ihre Wünsche in Ihrem Testament auszudrücken reicht Emory nicht aus, um Ihren Körper zu akzeptieren. Ihre Unterschrift sollte von zwei (2) Personen bezeugt werden, die keine Familienmitglieder sind. Auch Ihre nächsten Angehörigen sollten das Formular persönlich unterschreiben. Senden Sie eine Kopie des Formulars an Emory zurück. Wenn Emory das ordnungsgemäß ausgefüllte Formular erhält, erhalten Sie eine Karte, die Sie als Körperspender identifiziert. Sie erhalten die Formulare telefonisch unter (404) 727-6242, per  E-Mail  an Susan Brooks oder schriftlich:


Kinder warten darauf, dass der Graf in Norwegen in einen eisigen See springt.

Cheerleader treten in Chicago auf.

Die Familie Van Kleef Bolton in Brighton.

Der talentierte junge Schlagzeuger Recker Eans.

Der Schlangenfänger-Trainer Corey bringt eine Schlange in Sicherheit.

Ein kleiner Junge sieht besorgt aus, als sich zwei Schlangen in der Nähe seines Spielzeugs winden.

Die Summit County Rescue Group in Breckenridge, Colorado, führt eine simulierte Lawinenrettung durch.

Akash Vukoti, letztjähriger Gewinner eines Regional Spelling Bee in San Angelo, Texas.

Profi-Fahrer Danny MacAskill sitzt auf seinem Fahrrad am Rande des Berges Ben A’an in Schottland.


Lebenswichtige Organe

Der Mensch besitzt fünf lebenswichtige Organe, die für das Überleben unerlässlich sind. Dies sind das Gehirn, das Herz, die Nieren, die Leber und die Lunge.

Das menschliche Gehirn ist das Kontrollzentrum des Körpers, das über das Nervensystem und durch sezernierte Hormone Signale empfängt und an andere Organe sendet. Es ist verantwortlich für unsere Gedanken, Gefühle, Gedächtnisspeicher und die allgemeine Wahrnehmung der Welt.

Das menschliche Herz ist dafür verantwortlich, Blut durch unseren Körper zu pumpen.

Die Nieren haben die Aufgabe, Abfallstoffe und überschüssige Flüssigkeit aus dem Blut zu entfernen. Die Nieren nehmen Harnstoff aus dem Blut und verbinden ihn mit Wasser und anderen Substanzen zu Urin.

Die Leber hat viele Funktionen, darunter die Entgiftung von schädlichen Chemikalien, den Abbau von Medikamenten, das Filtern von Blut, die Sekretion von Galle und die Produktion von blutgerinnenden Proteinen.

Die Lunge ist dafür verantwortlich, Sauerstoff aus der Atemluft zu entfernen und in unser Blut zu transportieren, wo er an unsere Zellen gesendet werden kann. Die Lunge entfernt auch Kohlendioxid, das wir ausatmen.


Die sechs seltsamsten antiken römischen Ideen über den menschlichen Körper

Angesichts unseres medizinischen Verständnisses des 21. Aber bis Anders Vesalius im 16. Jahrhundert das Studium der Anatomie revolutionierte, wurde die westliche Medizin von den Gedanken griechischer Ärzte wie Hippokrates und Galen dominiert, deren Arbeit von römischen Historikern wie Plinius dem Älteren verstärkt wurde.

Plinius starb bekanntlich beim Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 n Historia Naturalis, oder Naturgeschichte. Buch VII der Geschichte von Plinius konzentriert sich auf Anthropologie und menschliche Physiologie. Viele der Erkenntnisse, die er gesammelt hat, sind es jedoch. weniger als genau. Im Folgenden sind einige der seltsamsten Dinge aufgeführt, die Plinius (und damit auch viele Menschen im nächsten Jahrtausend) über den menschlichen Körper glaubten.

Höhe. Es ist bekannt, dass die menschliche Statur erheblich variiert, wobei der derzeit größte Mann der Welt 2,3 m groß und der kleinste 19 m groß ist. Plinius' Bericht über den kleinsten Mann Roms könnte richtig sein, aber seine Behauptungen über die größten Römer strecken die Wahrheit aus:

In der Regierungszeit des vergöttlichten Augustus gab es ein Paar namens Pusio und Secundilla, die einen halben [römischen] Fuß größer waren [ca. 9'10" groß] und ihre Körper wurden als Kuriositäten in den sallustianischen Gärten aufbewahrt. In der Regierungszeit des gleichen Kaisers war der kleinste Mann ein Zwerg namens Conopas, der zwei [römische] Füße und eine Palme [ca. 26" groß war. groß] in der Höhe. --Plinius, Naturgeschichte, 7,75 [Übers. M. Beagon]

Chandra Bahadur Dangi aus Nepal (L) ist der kleinste Erwachsene, der jemals von Guinness verifiziert wurde. [+] World Records, posiert für Fotos mit dem größten Mann der Welt, Sultan Kosen aus der Türkei, während eines Fototermins in London am 13. November 2014 anlässlich des Guinness World Records Day. Chandra Dangi misst ein winziges 21,5 Zoll (0,54 m) die gleiche Höhe wie sechs gestapelte Dosen Bohnen. Sultan Kosen misst 2,51 m. AFP FOTO / ANDREW COWIE (Bildnachweis sollte ANDREW COWIE/AFP/Getty Images lauten)

Händigkeit. Anthropologische Studien zeigen, dass etwa 10 % der menschlichen Bevölkerung Linkshänder sind, obwohl der genaue Grund für die Lateralisierung oder Händigkeit nicht ganz klar ist. Plinius scheint dies bemerkt zu haben, ist aber verwirrt:

Es wurde auch beobachtet, dass die rechte Körperseite die stärkere ist, aber manchmal sind beide Seiten gleich stark und bei manchen Menschen überwiegt die linke Hand, obwohl dies bei Frauen nie der Fall ist. --Plinius, Naturgeschichte, 7,77 [Übers. M. Beagon]

Geburt. Ohne ein klares Verständnis von Spermien und Eizellen, ganz zu schweigen von der Unfähigkeit, den sich entwickelnden Fötus wie wir durch Ultraschall zu sehen, hat Plinius einige seltsame Gedanken über Schwangerschaft und Geburt. Dennoch können wir Aspekte davon in den Geschichten alter Frauen sehen, die bis heute bestehen:

Mädchen werden schneller geboren als Jungen, genauso wie sie schneller alt werden. Jungen bewegen sich oft im Mutterleib und werden in der Regel auf der rechten Seite getragen, während Mädchen auf der linken Seite getragen werden. --Plinius, Naturgeschichte, 7.37 [Übers. M. Beagon]

Antike römische Reliefschnitzerei einer Hebamme, die eine Frau bei der Geburt besucht. (Bild von Wellcome . [+] Trust, verwendet unter einer CC-BY 4.0-Lizenz, über wikimedia Commons.)

Tod. Ich bin mir nicht sicher, wie viele Leichen Plinius in Flüssen treiben sah, aber anscheinend genug, um das zu kommentieren:

Männliche Leichen schweben auf dem Rücken, weibliche Leichen schweben auf ihren Gesichtern, als würde die Natur ihre Bescheidenheit auch im Tod bewahren. --Plinius, Naturgeschichte, 7,77 [Übers. M. Beagon]

Krankheit. Die Römer vertraten meist eine miasmaartige Krankheitstheorie: Schlechte Laune, schlechte Luft und andere Dinge wurden für Krankheiten verantwortlich gemacht, bevor sich im 19. Jahrhundert das moderne Verständnis der Keimtheorie durchsetzte. Schlimmer als das waren jedoch die Heilmittel gegen Krankheiten, zu denen oft Blei (Pb) gehörte:

Dieselbe Substanz [Blei] wird auch bei Präparaten für die Augen, bei Vorfällen dieser Organe, insbesondere auch zum Auffüllen der von Geschwüren hinterlassenen Hohlräume und zur Entfernung von Wucherungen und Fissuren des Afters, sowie von Hämorrhoiden und Warzen verwendet. wie Tumore. --Plinius, Naturgeschichte, 34,50 [Übers. J. Bostock]

Römische chirurgische Werkzeuge, gefunden in Pompeji. (Bild von G. Sommer, gemeinfrei, über wikimedia . [+] Commons.)

WOmens Gesundheit. Das Verständnis der Römer für Gynäkologie war auffallend schlecht. Ihr letztes Zitat ist also eines meiner absoluten Favoriten, das Plinius hier über „diese Zeit des Monats“ spricht. Vergessen Sie Klischees wie "auf dem Lappen sein", wenn Sie stattdessen "die Kante des Stahls abstumpfen" können:

Es wäre in der Tat schwierig, etwas zu finden, das wunderbarere Wirkungen hervorbringt als der Menstruationsausfluss. Wenn sich eine Frau in diesem Zustand nähert, wird der Most sauer, Samen, die von ihr berührt werden, werden unfruchtbar, Transplantate verdorren, Gartenpflanzen werden ausgedörrt und die Früchte werden von dem Baum fallen, unter dem sie sitzt. Sogar ihr Aussehen wird die Helligkeit von Spiegeln dämpfen, die Kanten von Stahl stumpf machen und dem Elfenbein den Glanz nehmen. Ein Bienenschwarm wird, wenn er von ihr betrachtet wird, sofort sterben. Messing und Eisen werden sofort rostig und verströmen einen ekelhaften Geruch, während Hunde, die von der so ausgestoßenen Substanz geschmeckt haben könnten, vom Wahnsinn ergriffen werden, und ihr Biss ist giftig und unheilbar . --Plinius, Naturgeschichte, 7.13 [Übers. J. Bostock]

Während die alten Römer ziemlich viel über den menschlichen Körper wussten, war ihr Verständnis von Krankheiten und der inneren Anatomie begrenzt. Für weitere interessante Zitate und Kommentare dazu empfehle ich das Buch von Audrey Cruse Römische Medizin, das sich mit archäologischen Beweisen wie Chirurgenwerkzeugen und anatomischen Votiven und einigen bioarchäologischen Studien befasst, zusätzlich zur Vermessung der historischen Aufzeichnungen.

Übersetzungen von Historia Naturalis oben sind von: Bostock, John. 1855. Die Naturgeschichte, Plinius der Ältere. Taylor und Francis. Beagon, Maria. 2005. Der ältere Plinius über das menschliche Tier, Naturgeschichte, Buch 7. Clarendon-Presse.


Das lange, seltsame Leben des ältesten nackten Maulwurfs der Welt

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Ihr Körper hält sich an das sogenannte Gompertz-Sterblichkeitsgesetz, ein mathematisches Modell, das quantifiziert, wie das intrinsische Sterberisiko mit zunehmendem Alter eines Tieres exponentiell ansteigt. Nacktmulle trotzen dieser Regel. Foto: Ben Passarelli/Calico Life Sciences, LLC

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Joe sieht seit dem Tag seiner Geburt im Jahr 1982 alt aus. Er ist rosa und schielt und runzlig. Seine Zähne sind seltsam: Seine Schneidezähne sitzen außerhalb seiner Lippen, um den Schmutz aus seinem Mund zu halten, während er Tunnel für seinen röhrenförmigen Körper gräbt.

„Er sieht bemerkenswert gleich aus“, sagt Rochelle Buffenstein, eine vergleichende Biologin, die seit den 1980er Jahren, als sie in Kapstadt, Südafrika, ihre Doktorarbeit machte, Nacktmulle untersuchte. Dort lernte sie Joe kennen. (Er hat keinen offiziellen Namen, also gehen wir mit Joe.) Ein paar Jahre später begann Buffenstein mit ihrer eigenen Forschung zum Vitamin-D-Stoffwechsel bei Maulwurfsratten, weil sie ihre ganze Zeit in dunklen Tunneln verbringen, weg von den Sonne. Sie zog mit einigen Fächern nach Johannesburg, um ihre Arbeit zu beginnen, und ließ Joe zurück. Er wurde schließlich in den Cincinnati Zoo verschifft. Aber er und Buffenstein würden sich bald wieder vereinen.

Ende der 1990er Jahre bemerkte Buffenstein etwas Seltsames: Ihre Maulwurfsratten wollten einfach nicht sterben.

„Sie waren über 15 Jahre alt, was für Nagetiere extrem langlebig ist“, sagt Buffenstein. „Also dachte ich: ‚Wow, sie sollten nur maximal sechs Jahre alt werden, sie leben mehr als das Doppelte ihrer maximalen Lebenserwartung.‘“ Sie wandte sich der Altersforschung zu, da sie wusste, dass das Feld wichtig, aber zu wenig erforscht war. In den frühen 2000er Jahren starb Joes andere Hälfte im Zoo und er brauchte einen neuen Gefährten. Buffenstein bot ihm an, ihm bei der Gründung einer neuen Kolonie in ihrem Labor in New York zu helfen und nahm ihn auf. Seitdem reist er mit Buffenstein zu Forschungsstationen in New York, Texas und Kalifornien.

Heute ist Joe immer noch ein faltiges Nagetier mit einer Vorliebe für Wurzelgemüse. Aber er ist jetzt Buffensteins ältester Nacktmull, der älteste, der jemals aufgezeichnet wurde – Joe wird dieses Jahr 39 Jahre alt. Das ist neunmal älter als typische Mäuse und fünfmal mehr als andere ähnlich große Nagetiere.

Als Buffenstein sich aufmachte, zu untersuchen, wie Nacktmulle altern, wollte sie eine Art Vorher-Nachher-Bild ihrer Biologie – um festzustellen, wann sich ihre Knochen oder Organe oder sogar der Antioxidantienspiegel ändern. Sie wartete. Dann wartete noch etwas. „Es war sehr frustrierend“, sagt Buffenstein. "Weil Sie diese Änderung sehen möchten, damit Sie sich dann vertiefen können was's geändert."

Damals war Buffenstein einer der wenigen Forscher, die sich mit Maulwurfsratten und dem Altern beschäftigten. Jetzt sind Maulwurfsratten der letzte Schrei, und Labore auf der ganzen Welt erforschen ihre grundlegende Biologie mit dem Ziel, diese Erkenntnisse zu nutzen, um Medikamente zu entwickeln, die die Verwüstungen des Alters bei Menschen verhindern könnten. Denn Menschen und Gorillas bekommen Bluthochdruck. Mäuse und Zebrafische bekommen Krebs. Kängurus und Hunde bekommen Arthritis. Eine endlose Liste von Krankheiten des Alterns plagen eine endlose Liste von Tieren. Die „und“ sind so weit verbreitet, dass jedes „aber“ die Augen der Wissenschaftler aufspringen lässt. Joe ist ein "aber". Maulwurfsratten genießen ein unglaublich langes und gesundes Leben, bevor sie ablaufen.

„Der Nacktmull sagt, dass es nicht unvermeidlich ist“, sagt Buffenstein, der jetzt für das Biotech-Spin-off von Google, Calico Labs, arbeitet, das Forschung und Entwicklung zur Bekämpfung des Alterns und der damit verbundenen Krankheiten betreibt. "Sie haben eindeutig eine Blaupause, um das Altern zu verhindern."

Aber was ist das für eine Blaupause? Es könnte sein, dass ihre Zellen von schützenden Molekülen wimmeln, dass eine Vielzahl von Genen unerwartet ein- oder ausgeschaltet werden oder dass ihr Immunsystem, ihre Organe oder Zellmembranen radikal anders aufgebaut sind. (Vielleicht sogar auch radikal anders.) Maulwurfsforscher haben es noch nicht geschafft, diese schrumpfenden Jungbrunnen zu nutzen. Vielleicht sind ihre einzigartigen Anti-Aging-Tricks dazu bestimmt, das menschliche Leben zu verlängern – oder vielleicht sind sie nur eine unvermeidliche Sackgasse.

Joe altert kaum, aber du tust es. Wenn Sie älter werden, verschlechtert sich Ihre Zellfunktion, wodurch Ihr Körper anfälliger für Krankheiten und schließlich auch für den Tod wird. Ihre DNA wird durch oxidierende Moleküle beschädigt, die auch Proteine ​​​​und Fette angreifen und Sie mikroskopisch von innen zerreißen. Alte „seneszente“ Zellen hören auf, sich zu replizieren. Die Reserven verjüngender Stammzellen versiegen. Die Kommunikation zwischen den Zellen bricht zusammen und die Entzündung nimmt zu. Es gibt keine einzelne Kraft, die die Zellalterung antreibt, es ist ein Netzwerk von Rückkopplungsschleifen. Enzyme lesen Gene wie eine Einkaufsliste verschiedener Proteine, um sie vorzubereiten, und diese Proteine ​​könnten dieses Enzym oder dieses Gen oder einen körperweiten Prozess schützen. Ihr Körper ist darauf programmiert, diese Beulen und Prellungen zu tolerieren. „Solange wir jung sind, funktioniert diese Reparatur eigentlich fast fehlerfrei“, sagt Vera Gorbunova, eine Biogerontologin, die Maulwurfsratten an der University of Rochester untersucht. Wenn jedoch die Alterung einsetzt, „jetzt der Schaden die Reparatur überholt“. Genlesende Enzyme versagen, falsch gefaltete Proteine ​​verkleben das Gehirn, sputternde Mitochondrien schwächen die Muskeln und Krebs erblüht.

Das ist Joe. Er flog vor Jahrzehnten mit der Lufthansa von Südafrika in die USA und verbrachte einige Jahre im Zoo von Cincinnati, bevor er wieder mit einer alten menschlichen Freundin, Rochelle Buffenstein, zusammentraf.

Foto: Ben Passarelli/Calico Life Sciences, LLC

Was das Leben als ausgewogenes Karussell aus Fehlern und Reparaturen beginnt, entwickelt sich zu einer knarrenden Holzachterbahn – vom Kiel geworfen von verrosteten Maschinen und glanzlosen Reparaturarbeiten, die anfälliger für Windböen sind, und eine brutale Hölle auf Ihrer Wirbelsäule.

Wenn sich der Alterungsschaden anhäuft, wird es auch beschleunigt. Ihr Körper hält sich an das sogenannte Gompertz-Sterblichkeitsgesetz, ein mathematisches Modell, das quantifiziert, wie das intrinsische Sterberisiko mit zunehmendem Alter eines Tieres exponentiell ansteigt. Obwohl die Lebenserwartungen für verschiedene Arten variieren, Form der Gompertz-Kurve ist Kanon. Das Sterberisiko einer Labormaus verdoppelt sich etwa alle drei Monate. Bei einem Hund ist es ungefähr alle drei Jahre. Sobald ein Mensch 25 Jahre alt wird, verdoppelt sich sein Sterberisiko alle acht Jahre. Nacktmulle spielen nicht nach diesen Regeln.

Im Jahr 2018 veröffentlichten Buffenstein und ihre Kollegen bei Calico ein Papier, das zeigt, dass Nacktmulle dem Gompertz-Sterblichkeitsgesetz trotzen. Selbst mit 35 Jahren hatte Joe sein Sterberisiko im Vergleich zu seinem 2. Lebensjahr statistisch nicht verdoppelt. Nacktmulle sterben natürlich immer noch, aber das Risiko bleibt fast unverändert. „Sie haben die Lehrbücher nicht gelesen“, sagt Buffenstein. „Sie wissen nicht, wie sie sich verhalten sollen.“

Maulwurfsratten wie Joe zeigen sicherlich seltsame Verhaltensweisen, die (vermutlich) nichts mit dem Altern zu tun haben. Zum einen sind sie eusozial, eine Seltenheit unter Säugetieren. Das bedeutet, dass eine Königin über die gesamte Kolonie herrscht. Sie paart sich mit bis zu drei Männchen und bleibt auch 30 Jahre nach der Pubertät fruchtbar. (Für einen Menschen wäre das gleichbedeutend mit einem Baby im Alter von 300 Jahren.) Joe ist übrigens ein seltener Zuchtrüde. Seine verstorbene Mutter war, wie die Mutter jeder Maulwurfsratte, eine Königin, und sie hielt andere Weibchen mit dominanten Akten reproduktiv zurück – Schubsen und Schubsen, die je nach Despot manchmal aggressiv wirken können.

Joe hat Dynastien auf- und untergehen sehen. Er und seine Koloniekameraden haben ihre Jahre damit verbracht, das Nest zu säubern, sich um die Königin zu kümmern und sich als ausgewiesene Arbeiter oder fremdenfeindliche Soldaten gegen Eindringlinge zu schützen. Die meisten von ihnen leben relativ gesund. Und weil sie in tiefen Wüstenhöhlen leben, haben Maulwurfsratten nur wenige natürliche Feinde.

Na und tut kill a naked mole rat? “They beat each other up,” says Martha Delaney, a veterinary pathologist at the University of Illinois. Naked mole rats are extreme xenophobes. They’ll attack outsiders, push and bite each other, and banish colony members as outcasts.

“They’re lovely, lovely animals,” Melissa Holmes says with great sincerity. Holmes is a behavioral neuroscientist at the University of Toronto who works with more than 1,000 naked mole rats. The inner workings of mole rats’ odd eusocial structure earns them a reputation for aggression. “But for animals that live in such large groups, they are remarkably stable,” she says.

Holmes has had her colonies for 12 years. “And in some of my colonies, we’ve never had an injury, ever,” she says. “That's amazing—that animals live together for years with that lack of aggression.”

It’s not that naked mole rats never age or get sick. They do. But their bodies somehow slow those processes down. While typical mammals’ bones get more brittle and thin over the years, mole rat bones keep the same mineral content and remain just as solid. People tend to tack on more fat with age. Naked mole rats? Nö.

“But the most striking system,” says Buffenstein, “is cardiovascular.” Human veins and arteries normally stiffen with time. The more rigid those walls get, the harder the heart has to pump. Blood pressure goes up. Risk of death goes up. Naked mole rat blood vessels stay springy throughout life. “Every measure that we've looked at in heart function is unchanged from six months to 24 years,” she says.

In humans, heart disease is the leading cause of death. Cancer is second. About 40 percent of people in the US develop cancer in their lifetimes. For naked mole rats, the probability is well below 1 percent. In a 2008 study, Buffenstein reported no cancers at all in a group of 800 mole rats. As of 2021, Buffenstein says she’s only found five cancers in over 3,000 necropsies.

“They do age very well,” says Delaney “They’re very well adapted, just kind of like a physiological marvel.” Delaney primarily studies naked mole rats in zoos, scanning biopsies and tissue slices to tease out how they died. She has found a couple cancers in two naked mole rats (“after evaluating hundreds and hundreds,” she says). Neither cancer was fatal. Naked mole rats do develop kidney and brain lesions with age, but those rarely turn into disease.

This unexpected resilience means there may be something about their biology that we can capture in pill form—or possibly one day as gene therapy—for humans. “And that's why I think they're so popular now,” says Delaney, “As research models for not just cancer, but age related diseases.” But popular or not, the true payoff remains elusive.

Scientists want to sort out what to tweak in our biology to mimic the mole rat’s longevity. Take cancer. Mole rats are so great at avoiding cancer that researchers think their cells might be hardwired with protective molecules that stop mutated cells before they take over. For example, naked mole rat cells amass large amounts of a protein called p53, which is known to suppress tumors. Last year, Buffenstein reported that they show 10 times more of it in their connective tissue than in humans and mice—and it’s more stable.

And remember how human aging is linked to DNA and other cellular odds and ends falling apart? A protein called NRF2, or nuclear factor erythroid 2-related factor 2, may protect against that descent into disorder. It’s a transcription factor, meaning it sticks to DNA and activates certain genes that protect the cell. NRF2 works as a sort of crossing guard for antioxidants, detoxicants, and proteins that keep other proteins from misfolding. “Every time I look, it seems to be regulating something else that's equally important for aging and longevity,” says Buffenstein. Heart disease, diabetes, depression, she continues, “just about every disease that you can think of seems to have an accompanying low level of NRF2.”

All mammals, including people, naturally make this protein, but Buffenstein recently found that the naked mole rat version is more active, either because it’s more abundant or better at binding. Drug developers have also noticed that NRF2 is involved in medications approved to treat specific diseases. For example, metformin, a diabetes drug, also activates NRF2 and is being studied for anti-aging. Rapamycin, an immunosuppressant prescribed after organ transplants, activates NRF2 and extends life span by about 25 percent in male and female mice. Clinical trials are underway to test it against human aging. Perhaps NRF2 helps mole rats escape the onset of multiple aging-related diseases simultaneously.

But here’s the thing about putting drugs to new uses: More isn’t always better. NRF2 levels that are too low or zu hoch can lead to cancerous growths. The same is true for p53. “We've always got to be careful, because so many disease states have hijacked the same proteins to make them work in their favor, too,” says Buffenstein. “It's that very fine line of figuring out how this will help you, versus how this could be used to kill you.”

It’s unlikely mole rats have only one unique mechanism that mitigates a disease as diffuse as cancer, much less aging. The naked mole rat likely gets its longevity from more than just one gene that protects against DNA damage, or one enzyme that keeps misfolded proteins from gumming up the brain—it emerges from multiple adaptations, each working in tandem to keep the body alive.

And many labs are looking into where those adaptations are hiding. A treatment for humans may come from any distinct process they uncover, or even many separate ones. “It's not a single solution,” says Gorbunova. “We have to really study from multiple angles."

So mole rats are unquestionably weird, and that might well be useful, but they might also turn out to be too weird. Their isolated, predator-free, underground existence, says Rich Miller, a University of Michigan biogerontologist, might be too unique to translate. “It's not a safe bet,” he says. Miller doesn't study naked mole rats, but he has studied animal aging for over 50 years and is an expert in testing interventions like rapamycin and metformin, leading one of three labs of the National Institute on Aging’s Interventional Testing Program for almost two decades. "They are so weird and, in many ways, so different from the other kinds of slow-aging mammals," he says. For example, levels of one particular antioxidant called thioredoxin reductase 2 are elevated among the long-lived rodents, primates, and birds Miller has studied. But it’s not in naked mole rats.

To be sure, they’re still mammals. (“We are fairly similar to rodents,” Gorbunova says. “It's not like they're some kind of sea sponge.”) But while a Tesla is a car, its spare parts won’t fix your cousin’s Ford Pinto. Maybe the Ja wirklich good stuff is built differently—and is irreconcilably untranslatable.

Naked mole rats may be full of such "idiosyncrasies," says Steve Austad, a biogerontologist at the University of Alabama Birmingham who has studied aging in animals since the 1980s. But Austad doesn’t dismiss unique lessons as untranslatable. Rather than just focusing on this one species, he suggests that studying a diverse array of long-lived mammals, like bowhead whales and Brandt’s bats, will point out important overlaps. “It could be that there are certain tricks that nature has invented time and time and time again,” he says. “Iɽ say it's probably something that's more likely to be relevant to humans.”

And Gorbunova, who has studied tissue from dozens of species in her lab, says interest in unconventional animal subjects is growing. Now, she says, “people believe in it.”

The drugs aren't here yet, but the biotech tools to decode animal secrets have gotten supercharged. Genome analysis is faster and more reliable than ever. Buffenstein's team is reexamining the naked mole rat genome—the published version isn’t adequate for finding new genes, she says. “You don't know if you're not seeing something because it's really lost or because the genome is of poor quality.” Annotating the sequence from scratch will help trace which genes are critically present, and which are critically unusual or absent. Better tech is also giving researchers an intimate look at the mole rat epigenome—the set of molecular ride-alongs that stick to DNA throughout their lives.

As biotech tools have gotten more refined, the search for mole rat secrets has split off in every imaginable direction. Gorbunova, the biologist from Rochester, has spent years focused on a starch-like molecule called hyaluronan. Naked mole rat cells churn out tons of the stuff, and her lab has connected it to their sturdiness against osteoarthritis and cancer. Ewan St. John Smith, a neurophysiologist at the University of Cambridge, identified the gene variation and protein that keeps Joe and his conspecifics from feeling stinging pain from acid. Other labs are analyzing the animals’ gut microbiome or tinkering with reprogrammed mole rat stem cells. Their mitochondria churn out tons of a peptide that correlates with long human health span, and their mole rat brains seem impervious to high levels of another that correlates with Alzheimer’s. Their bodies are exceptional at dismantling dysfunctional proteins, and surprisingly tolerant of others. Their taste for living in crowded, low-oxygen burrows makes them less prone to seizures and may have adapted their pain receptors.

And on lab benches not far from where Joe’s friends sleep and squeak, Buffenstein has also pinpointed surprising weirdness in their immune systems. Since they fend off disease so well, she expected to find a festival of natural killer cells—the quick-moving hit squad that zaps cancerous cells and pathogens in humans before they can turn into bigger problems. “Again, these little critters drove me crazy,” she says. “We couldn't find natural killer cells at all.” More lethal T cells may pick up the slack, Buffenstein says. They’ve also got a much higher proportion of macrophages and neutrophils—the invader-eating white blood cells that turn into pus. That front line is “ready to pounce on anything that's foreign and destroy it almost instantly,” Buffenstein says. For mole rat (and human) health, there are still many more questions than answers.

“I sort of like the fact that the animals are winning,” Buffenstein says, “and we haven't quite got there yet.”

Buffenstein and her team will celebrate Joe’s 40th next year. As far as we can tell, he’ll just want a few nibbles of sweet potato, some quality time with his queen, and maybe a little wrinkle cream. He’ll be the first to live so shockingly long. And, perhaps, not the last.


Pushing The Limits Of The Human Body

Humanity has toppled scores of world records over the past few decades, but how much more progress can we make?

After Olympic sprinter Usain Bolt broke the 100-meter world record at the 2008 Olympics, Mark Denny, a biologist at Stanford University, wondered: Had “Lightning Bolt” sprinted as fast as a human can go? After analyzing records back to the 1920s, Denny predicts humans may one day cover 100m in only 9.48 seconds, or .10 seconds faster than Bolt’s current record of 9.58 seconds––a lot speedier in a sport where differences are measured by the 100th of a second. PRO TIPS: How To Improve Your Fitness Even when your brain says no way, there are tricks to coax your muscles into running faster and biking longer. Race Against A Worthy Rival In a 2012 study, English cyclists were told to pedal as fast as they could. Then they raced against a computerized competitor going one percent faster, and kept up. So it’s a good idea to train with someone better. Breathe Easy, Or Hard Tim Noakes at the University of Cape Town had runners take a maximal oxygen consumption test that started surprisingly tough and got easier. He found that oxygen levels actually don’t limit performance. Gargle Gatorade In a 2008 study, cyclists gargled sugar water and spat it out, tricking their brains into thinking they’d ingested carbs. Swilling drinks stimulates taste-bud receptors, boosting the metabolism. Illustrations by Muti

We humans are programmed to grow stronger, faster, and smarter to climb higher, live longer, and populate every last inch of real estate. We’ve toppled scores of world records over the past few decades, but how much more progress can we make? No matter how we enhance our natural capabilities, our potential is bound by certain scientific principles—laws of physics, biomechanics, and thermodynamics—that don’t yield to human ambition. We asked scientists to define where, exactly, those boundaries lie, and to provide some take-home tips that’ll help you stretch your own potential.

_This article originally appeared in the September 2014 issue of _Popular Science.

Heaviest We Can Get: 1,400 Pounds

Yes, our waistlines are expanding, sometimes to alarming proportions. But very few of us will ever reach the estimated 1,400 pounds that Jon Brower Minnoch weighed in 1978 (an approximation because he couldn’t step on a scale). For most folks, the upper limit is far lower. “People can tolerate 5Gs of force before they pass out,” says Gregg Kai Nishi, a surgeon at the Khalili Center for Bariatric Care in Los Angeles. “That’s equivalent to weighing 750 pounds. Short of a few anomalies, you don’t see people survive past that.”

Fastest We Can Run: 10.5 Meters Per Second

After Olympic sprinter Usain Bolt broke the 100-meter world record at the 2008 Olympics, Mark Denny, a biologist at Stanford University, wondered: Had “Lightning Bolt” sprinted as fast as a human can go? After analyzing records back to the 1920s, Denny predicts humans may one day cover 100m in only 9.48 seconds, or .10 seconds faster than Bolt’s current record of 9.58 seconds––a lot speedier in a sport where differences are measured by the 100th of a second. PRO TIPS: How To Improve Your Fitness Even when your brain says no way, there are tricks to coax your muscles into running faster and biking longer. Race Against A Worthy Rival In a 2012 study, English cyclists were told to pedal as fast as they could. Then they raced against a computerized competitor going one percent faster, and kept up. So it’s a good idea to train with someone better. Breathe Easy, Or Hard Tim Noakes at the University of Cape Town had runners take a maximal oxygen consumption test that started surprisingly tough and got easier. He found that oxygen levels actually don’t limit performance. Gargle Gatorade In a 2008 study, cyclists gargled sugar water and spat it out, tricking their brains into thinking they’d ingested carbs. Swilling drinks stimulates taste-bud receptors, boosting the metabolism.

Most Weight We Can Lift: 1,000 Pounds

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Hardest We Can Punch: 4,741 Newtons

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Tallest We Can Grow: 8 Feet 11.1 Inches

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Keenest Our Ears Can Hear: 100,000 Hertz

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Most We Can Remember: 1 Million Gigabytes

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Smartest We Can Get: IQ of 198

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Most Colors Our Eyes Can See: 1 Million

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Most Friends We Can Have: 150 Friends

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Longest We Can Go Without Food: 382 Days

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Deepest We Can Dive: 214 Meters

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Highest We Can Climb Without Extra Oxygen: 29,029 Feet

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Longest We Can Go Without Sleep: 11 Days

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Worms programmed to die early

Here’s one for the evolutionary theorists. British researchers say they have found worms that are genetically predisposed to die before reaching old age, apparently to benefit the colony by reducing food demand.

As such, says a team from University College London, it is the first evidence of programmed, adaptive death in an animal that has evolved due to the benefits to the community.

The results of their modelling study of the much-studied Caenorhabditis elegans are published in the journal Aging Cell.

“It’s been known for years that programmed cell death benefits living organisms, but we’re now realising there is programmed organismal death as well, that can benefit animal colonies,” says first author Evgeniy Galimov.

The researchers caution that their findings are specific to worms whose life cycles are suited to such an adaptive mechanism.

Nonetheless, they suggest worms have major implications for studies of the biology of ageing, much of which is conducted using C. elegans. Other animals have genes similar to the lifespan-shortening worm genes that promote late-life disease.

As the researchers explain, evolutionary theorists originally believed ageing evolved to reduce the population in order to increase food availability for the young, but scientists have since shown this cannot be true for most animal species as longer-lived non-altruists would usually be favoured by natural selection.

However, certain organisms possess what appear to be self-destruct programs, preventing them from living beyond a certain age. Zum Beispiel in C. elegans mutations to particular genes can increase their lifespan, presumably by switching off the life-shortening program.

In the recent study, the UCL researchers developed computer models of a C. elegans colony growing on a limited food supply and tested whether a shorter lifespan would increase the reproductive capacity of colonies, by generating the equivalent of colony seeds (a dispersal form of worm called a dauer).

They found that shorter lifespan, as well as shorter reproductive span and reduced adult feeding rate, increased the reproductive success of the colony.

“Our findings are consistent with the old theory that ageing is beneficial in one way, as they show how increasing food availability for your relatives by dying early can be a winning strategy, which we call consumer sacrifice,” says lead author David Gems.

“But adaptive death can only evolve under certain special conditions where populations of closely related individuals don’t mix with non-relatives. So this is not predicted to apply to humans, but it seems to happen a lot in colonial microorganisms.”

The authors say the next stage in their work is to study actual C. elegans colonies to test for behaviours predicted by the model, and then use that knowledge to build more realistic models to understand adaptive death.

Nick Carne

Nick Carne is the editor of Cosmos Online and editorial manager for The Royal Institution of Australia.

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Bemerkungen:

  1. Lynd

    Es stimmt zu, ziemlich nützlicher Ausdruck

  2. Nejin

    Wunderbare, sehr gute Sache

  3. Glad

    So klingt es amüsant



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