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Cosa determina le differenti aspettative di vita nelle varie specie animali? Perché alcuni organismi vivono solo pochi giorni ed altri arrivano anche a quasi due secoli? Fino ad ora gli scienziati credevano che la principale motivazione risiedesse nelle dimensioni corporee: gli organismi più piccoli bruciano energia più velocemente di quelli grandi, provocando un maggior turnover cellulare ed invecchiando precocemente.
Era così quindi che gli esperti spiegavano il perché del fatto che topi e ratti vivono per pochi anni, i cani quasi 20 anni, mentre un elefante asiatico supera gli 80, considerando ovviamente solo gli organismi che muoiono per "vecchiaia" e non sono vittime di incidenti o predazione (più comuni nelle specie più piccole).
Questa "regola empirica" è però smentita da alcune specie come gli strani ratti talpa (Heterocephalus glaber) della Somalia, lunghi 20 centimetri ma in grado di sopravvivere ben 25 anni, quanto una ben più grande giraffa.
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Secondo un nuovo studio recentemente pubblicato su Nature, il segreto per una lunga vita risiederebbe invece nei bassi tassi di mutazione delle specie più longeve, a prescindere dalle loro dimensioni corporee.
Il tasso di mutazioni ed il paradosso di Peto
I cambiamenti genetici, noti come mutazioni somatiche, si verificano in tutte le cellule durante la vita di un organismo. Questo è un processo del tutto naturale: nella nostra specie ad esempio le cellule acquisiscono da 20 a 50 mutazioni all'anno. La maggior parte di queste mutazioni sarà innocua, ma alcune di esse possono compromettere il normale funzionamento della cellula o portare alla formazione di tumori.
La questione si lega inoltre ad uno strano "enigma" biologico, il paradosso di Peto: come mai gli animali più grandi, con centinaia di miliardi di cellule in più di quelli più piccoli, non hanno un rischio molto più elevato di cancro?
Dagli anni Cinquanta, alcuni scienziati hanno ipotizzato che queste mutazioni possano avere un ruolo nell'invecchiamento, ma la difficoltà di osservare le mutazioni somatiche ha reso difficile la verifica di questa possibilità. Negli ultimi anni, i progressi tecnologici hanno finalmente consentito di osservare i cambiamenti genetici nei tessuti normali, permettendo infine di poter dare una risposta.
In questo nuovo studio il team di ricercatori dell'Università di Cambridge ha analizzato i genomi di 16 specie di mammiferi, dai topi alle giraffe passando per talpe, uomini, tigri e leoni, coprendo un'ampia gamma di durata della vita e massa corporea. Le sequenze dell'intero genoma sono state generate da 208 campioni intestinali prelevati da 48 organismi, per misurare i tassi di mutazione in singole cellule staminali intestinali. Molti di questi campioni tissutali sono stati forniti da una serie di organizzazioni tra cui la Zoological Society of London.
L'analisi dei segnali di mutazioni, anche chiamate "firme mutazionali" ha fornito interessanti informazioni: gli autori hanno confermato che più lunga è la durata della vita di una specie, più lenta è la velocità con cui si verificano le mutazioni.
Per comprendere meglio la cosa, torniamo all'esempio precedente, il confronto tra ratti talpa e giraffe. Ebbene i loro tassi di mutazione sono sorprendentemente simili. I ratti talpa subiscono 93 mutazioni all'anno e le giraffe 99.
Il dottor Alex Cagan, uno dei principali autori dello studio, ha dichiarato: «Trovare un modello simile di cambiamenti genetici in animali diversi l'uno dall'altro come un topo e una tigre è stato sorprendente. Ma l'aspetto più eccitante del lo studio deve scoprire che la durata della vita è inversamente proporzionale al tasso di mutazione somatica. Ciò suggerisce che le mutazioni somatiche possono svolgere un ruolo nell'invecchiamento, sebbene possano essere possibili spiegazioni alternative. Nei prossimi anni, sarà affascinante estendere questi studi a specie ancora più diverse, come insetti o piante».
La ricerca di una risposta al paradosso di Peto però continua, come ha chiarito il dottor Adrian Baez-Ortega: «È del tutto possibile che ogni volta che una specie si evolve verso dimensioni maggiori rispetto ai suoi antenati, come in giraffe, elefanti e balene, l'evoluzione potrebbe trovare una soluzione diversa a questo problema. Dovremo studiare queste specie in modo più dettagliato per scoprirlo».
Ma quali possono essere i riscontri pratici di questa ricerca? Innumerevoli, anche per il benessere animale: «Gli animali spesso vivono molto più a lungo negli zoo di quanto non facciano in natura, quindi il tempo dei nostri veterinari viene spesso speso a occuparsi di condizioni legate alla vecchiaia – ha spiegato il dottor Simon Spiro, patologo veterinario della fauna selvatica della Zoological Society of London – I cambiamenti genetici identificati in questo studio suggeriscono che le malattie della vecchiaia saranno simili in un'ampia gamma di mammiferi, indipendentemente dal fatto che la vecchiaia inizi a sette mesi o 70 anni, e ci aiuterà a mantenere questi animali felici e in salute nei loro ultimi anni».
