Vì sao con người có thể sống 80 năm trong khi rùa hơn 100 năm?

Cụ Chitetsu Watanabe ở Niigata, Nhật Bản, từng là người sống thọ nhất thế giới, 112 tuổi - Ảnh: AFP

Tại sao mỗi loài động vật lại có một mức tuổi thọ khác nhau là một bí ẩn khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều năm qua. 

Rất nhiều công trình nghiên cứu khoa học trước đây đã chứng minh rằng kích thước và chế độ dinh dưỡng không quyết định tuổi thọ loài. Chẳng hạn như tuổi thọ trung bình của con người khoảng 70 - 80 tuổi, hươu cao cổ (rất cao lớn) chỉ có thể sống 24 năm, còn chuột chũi (nhỏ bé) cũng sống tới 25 năm, thậm chí loài rùa có thể hơn 100 năm.

Để giúp làm sáng tỏ bí ẩn này, các nhà nghiên cứu từ Viện nghiên cứu gene và di truyền Wellcome Sanger (Anh) đã so sánh bộ gene của 16 loài có vú kích thước khác nhau, bao gồm con người, chuột, sư tử, hươu cao cổ, hổ.

Họ phát hiện ra rằng những loài có tốc độ thay đổi gene chậm hơn - được gọi là đột biến xôma - sẽ có tuổi thọ dài hơn.

Đột biến xôma xảy ra một cách tự nhiên trong tất cả các tế bào trong suốt cuộc đời của động vật. Hầu hết các đột biến xôma là vô hại, nhưng một số đột biến có thể làm suy giảm chức năng của tế bào hoặc sản sinh ra một tế bào gây ung thư.

Những loài có tốc độ đột biến xôma chậm hơn sẽ có tuổi thọ dài hơn - Ảnh: Shutterstock

Trong nghiên cứu này, nhóm chuyên gia nhận thấy các đột biến xôma được gây ra bởi cơ chế tương tự ở tất cả các loài, bao gồm cả con người. Chúng cũng tích lũy tuyến tính theo thời gian, những loài có tỷ lệ đột biến cao hơn có tuổi thọ ngắn hơn.

Ví dụ, hươu cao cổ có thể cao tới hơn 3m, được phát hiện có tỷ lệ khoảng 99 đột biến/năm và tuổi thọ khoảng 24 năm. Trong khi đó chuột chũi có kích thước rất nhỏ, được phát hiện có tỷ lệ đột biến rất giống hươu cao cổ là 93 đột biến/năm và tuổi thọ tương tự là khoảng 25 năm. Riêng con người trung bình có khoảng 20-50 đột biến mỗi năm, có tuổi thọ khoảng 70-80 năm.

Tiến sĩ Alex Cagan, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết việc tìm thấy một mô hình thay đổi gene tương tự ở các loài động vật kích thước khác nhau là một điều đáng ngạc nhiên. Khía cạnh thú vị nhất của nghiên cứu này là phát hiện ra rằng tuổi thọ loài tỷ lệ nghịch với tỷ lệ đột biến xôma.

Hiểu một cách đơn giản, loài nào càng ít xảy ra đột biến xôma thì tuổi thọ càng cao. Điều này cho thấy rằng các đột biến xôma có thể đóng một vai trò nào đó trong quá trình lão hóa.

"Trong vài năm tới, việc mở rộng các nghiên cứu này sang các loài đa dạng hơn nữa, chẳng hạn như côn trùng hoặc thực vật sẽ mang lại những phát hiện thú vị hơn nữa", tiến sĩ Alex Cagan nói.

Với những tiến bộ gần đây trong công nghệ giải trình tự ADN, cuối cùng khoa học cũng có thể tìm được vai trò của các đột biến xôma trong quá trình lão hóa và nhiều bệnh khác - Ảnh: Shutterstock

Vẫn chưa thể giải mã được "nghịch lý của Peto"

Một trong những câu hỏi làm đau đầu giới khoa học lâu nay chính là "nghịch lý của Peto". Câu hỏi tại sao những động vật lớn hơn lại không có nguy cơ mắc bệnh ung thư cao hơn, mặc dù có nhiều tế bào hơn.

Sau khi tính toán tuổi thọ các loài trong nghiên cứu này, nhóm chuyên gia Viện nghiên cứu gene và di truyền Wellcome Sanger không tìm thấy mối liên hệ đáng kể nào giữa tỷ lệ đột biến xôma và khối lượng cơ thể.

Điều này cho thấy rằng rõ ràng có các yếu tố khác liên quan đến khả năng nguy cơ bị ung thư của động vật kích thước lớn mà khoa học chưa tìm ra.

"Sự khác biệt về tỷ lệ đột biến xôma giữa các loài liên quan đến tuổi thọ, mà không phải là kích thước cơ thể, cho thấy rằng việc điều chỉnh tỷ lệ đột biến chưa hẳn là một cách để các loài có kích thước lớn kiểm soát tỷ lệ mắc bệnh ung thư", tiến sĩ Adrian Baez-Ortega, đồng tác giả nghiên cứu cho biết.

Rất có thể mỗi khi một loài tiến hóa có kích thước lớn hơn tổ tiên của nó, chẳng hạn như hươu cao cổ, voi và cá voi, thì quá trình tiến hóa tự nhiên có thể đưa ra một giải pháp khác cho vấn đề này. Và giới khoa học vẫn cần thời gian nghiên cứu những loài này chi tiết hơn để tìm hiểu câu trả lời cho nghịch lý của Peto.

Trong nhiều nghiên cứu từ thập niên 50 của thế kỷ trước, các nhà khoa học đã nhắc đến vai trò của những đột biến xôma trong quá trình lão hóa. Nhưng cho đến tận ngày nay, ngay với những tiến bộ khoa học kỹ thuật mới thì việc quan sát chúng trong thực tế vẫn còn khó khăn.

Mặc dù vậy, các nhà nghiên cứu hy vọng những phát hiện này sẽ giúp làm sáng tỏ bí ẩn chính xác nguyên nhân gây ra lão hóa. Đó là một quá trình phức tạp, là kết quả của nhiều dạng tổn thương phân tử trong tế bào và mô của chúng ta.

Theo Tuổi trẻ