Weniger Nachkommen, längeres Leben: Die verborgene Regel der Alterung bei Säugetieren

Tiere in der Natur altern mit sehr unterschiedlicher Geschwindigkeit. Eine Elefantenkuh kann bis zu 80 Jahre alt werden, bringt jedoch im Laufe ihres Lebens nur wenige Kälber zur Welt. Im Gegensatz dazu lebt eine Maus nur wenige Jahre, kann jedoch Dutzende von Nachkommen zeugen. Die Evolutionsbiologie erklärt diesen Gegensatz mit einem grundlegenden Prinzip: Energie ist begrenzt, und Arten müssen sie zwischen Fortpflanzung und Erhaltung ihres Körpers aufteilen. Eine neue groß angelegte Studie liefert neue Belege dafür, dass dieser Kompromiss eine wichtige Rolle dabei spielt, wie lange Säugetiere, einschließlich Menschen, leben.

Ein internationales Forscherteam, darunter Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, untersuchte, wie sich die Begrenzung der Fortpflanzung auf die Lebensdauer von Säugetieren auswirkt. Die Studie analysierte Aufzeichnungen von 117 Säugetierarten, die in Zoos und Aquarien weltweit leben, und kombinierte sie mit einer Metaanalyse von 71 zuvor veröffentlichten Studien. Zusammen zeigten die Daten, dass langfristige hormonelle Verhütung und dauerhafte chirurgische Sterilisation mit einer durchschnittlichen Verlängerung der Lebensdauer um etwa zehn Prozent verbunden sind.

Der Kompromiss zwischen Fortpflanzung und Überleben

Die Zeugung von Nachkommen erfordert enorme biologische Investitionen. Schwangerschaft, Stillen, Spermienproduktion, Balzverhalten und elterliche Fürsorge verbrauchen viel Energie. Selbst außerhalb der aktiven Fortpflanzungsphase beeinflussen Sexualhormone wie Testosteron und Östrogen weiterhin Wachstum, Verhalten und Alterung und entziehen dem Körper Ressourcen, die für die langfristige Erhaltung der Gesundheit benötigt werden. „Zoos, in denen die Fortpflanzung sorgfältig gesteuert wird, bieten einen einzigartigen Rahmen, um diese Dynamiken zu untersuchen“, sagt Johanna Stärk, eine der Autorinnen. „Tiere können zur Verhinderung der Fortpflanzung empfängnisverhütend behandelt oder sterilisiert werden, wodurch natürliche Vergleichsgruppen innerhalb derselben Umgebung entstehen.“

Die Vorteile einer reduzierten Fortpflanzung hinsichtlich der Lebensdauer zeigten sich bei einer Vielzahl von Säugetieren, darunter Primaten, Beuteltiere und Nagetiere. In einigen Fällen waren die Auswirkungen bemerkenswert. Weibliche Paviane, denen hormonelle Verhütungsmittel verabreicht wurden, lebten 29 Prozent länger, während kastrierte Männchen 19 Prozent länger lebten. „Diese Studie zeigt, dass die energetischen Kosten der Fortpflanzung messbare und manchmal erhebliche Auswirkungen auf das Überleben von Säugetieren haben“, sagt Fernando Colchero, einer der leitenden Autoren der Studie. „Durch die Reduzierung der Fortpflanzungsinvestitionen kann möglicherweise mehr Energie für die Langlebigkeit aufgewendet werden.“

Beide Geschlechter leben länger – aber aus unterschiedlichen Gründen

Während die Einschränkung der Fortpflanzung sowohl bei Männchen als auch bei Weibchen die Lebensdauer verlängerte, waren die biologischen Mechanismen nicht dieselben. Der Hauptautor Mike Garratt von der University of Otago erklärt, dass nur die Kastration, nicht aber die Vasektomie die Lebensdauer der Männchen verlängerte. „Dies deutet darauf hin, dass der Effekt auf die Eliminierung von Testosteron und dessen Einfluss auf zentrale Alterungsprozesse zurückzuführen ist, insbesondere während der frühen Lebensentwicklung. Die größten Vorteile ergeben sich, wenn die Kastration früh im Leben erfolgt“, sagt er.

Bei Frauen waren mehrere Formen der Sterilisation mit einem längeren Leben verbunden, was darauf hindeutet, dass der Nutzen darin besteht, die intensiven körperlichen Anforderungen von Schwangerschaft, Stillen und Reproduktionszyklus zu vermeiden. Die Entfernung der Eierstöcke, wodurch die Produktion von Eierstockhormonen gestoppt wird, verlängerte ebenfalls die Lebensdauer. Eine Metaanalyse von 47 Laborstudien an Nagetieren ergab jedoch potenzielle Nachteile, da sich die Gesundheitsergebnisse im späteren Leben verschlechtern können. Diese Ergebnisse könnten helfen, das „Überlebens-Gesundheits-Paradoxon“ zu erklären, das bei Frauen nach der Menopause zu beobachten ist, die oft länger leben als Männer, aber ein höheres Maß an Gebrechlichkeit und chronischen Erkrankungen aufweisen.

Unterschiedliche Todesursachen nach Geschlecht

Die Studie fand auch bemerkenswerte Unterschiede in der Art und Weise, wie Männer und Frauen starben. Kastrierte Männchen starben seltener an Ursachen, die mit Aggression oder riskantem Verhalten zusammenhingen. Weibchen, deren Fortpflanzung blockiert war, starben seltener an Infektionen, was die Annahme stützt, dass der hohe Energiebedarf der Fortpflanzung die Immunabwehr von Müttern schwächen könnte.

Direkte Belege aus der Humanmedizin sind nach wie vor begrenzt. Einige historische Aufzeichnungen, darunter Daten von koreanischen Eunuchen aus der Chosun-Dynastie vor dem 19. Jahrhundert, deuten darauf hin, dass kastrierte Männer etwa 18 Prozent länger lebten als Männer, die nicht kastriert waren. Forscher warnen jedoch, dass diese Aufzeichnungen umstritten sind und mit Vorsicht interpretiert werden sollten.

Bei Frauen ist eine chirurgische Sterilisation aus nicht-onkologischen Gründen (wie Hysterektomie oder Oophorektomie) mit einer sehr geringen Verkürzung der Lebenserwartung verbunden, die im Vergleich zu ähnlichen Frauen, die nicht sterilisiert wurden, etwa 1 Prozent beträgt. „Fortpflanzung ist von Natur aus kostspielig“, stellen die Autoren fest. „Allerdings kann die menschliche Umgebung – durch Gesundheitsversorgung, Ernährung und soziale Unterstützung – diese Kosten abfedern oder umgestalten.“

Ein grundlegender evolutionärer Kompromiss

Insgesamt unterstreichen die Ergebnisse, dass die Fortpflanzung für Säugetiere einen erheblichen biologischen Aufwand darstellt. Das Gleichgewicht zwischen der Zeugung von Nachkommen und der Erhaltung des Körpers stellt einen zentralen evolutionären Kompromiss dar, der das Altern und das Überleben beeinflusst. Diese Kosten entstehen durch eine Kombination aus hormonellen Auswirkungen und den mit der Fortpflanzung verbundenen körperlichen Risiken und Belastungen.

Viele Details sind noch ungeklärt, und die Forscher betonen die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kosten der Fortpflanzung bei einer Vielzahl von Säugetieren erheblich und messbar sind“, schlussfolgern die Autoren. „Das Verständnis dieser Kompromisse vertieft unsere Einsicht in die Entwicklung des Alterns und in die unterschiedliche Art und Weise, wie Männchen und Weibchen Überleben und Fortpflanzung in Einklang bringen.“