Zusammenfassung:
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass eine Schmetterlingsart, die in den tropischen Regenwäldern Mittel- und Südamerikas lebt, nicht nur viel länger lebt als ihre nahen Verwandten, sondern mit zunehmendem Alter auch nicht den üblichen offensichtlichen körperlichen Verfall zu erleiden scheint. Dieser Befund lässt darauf schließen, dass Langlebigkeit nicht unbedingt einfach bedeutet, „länger zu leben“, sondern dass einige Tiere sich möglicherweise auch so entwickelt haben, dass sie langsamer altern.
Das Forschungsobjekt gehört zur Gattung Heliconius. Im Gegensatz zu den meisten Schmetterlingen, die sich als Erwachsene hauptsächlich von Nektar ernähren, sammeln und verdauen Erwachsene dieser Gattung auch aktiv Pollen. Man geht davon aus, dass diese spezielle Ernährung einer der Gründe für ihre ungewöhnlich lange Lebenserwartung ist. Einige Heliconius-Schmetterlinge leben fast ein Jahr, während gewöhnliche Schmetterlinge in der Regel nur wenige Wochen leben.
Eine Reihe von Experimenten, die von Forschern der Universität Bristol und des Smithsonian Tropical Research Institute im Vereinigten Königreich durchgeführt wurden, zeigten jedoch, dass Pollen dieses Phänomen der Langlebigkeit nicht vollständig erklären können. Die Forscher verglichen den pollenfressenden Heliconius hecale mit seinem nicht pollenfressenden, kurzlebigen Verwandten Dryas iulia und entfernten Pollen künstlich aus der Nahrung des Erstgenannten. Es wurde festgestellt, dass H. hecale auch ohne Pollen länger überlebte als D. iulia.
Das bedeutet, dass die zusätzlichen Nährstoffe, die der Pollen liefert, tatsächlich dazu beitragen können, die Lebensdauer zu verlängern, aber die Langlebigkeit von Heliconius beruht auch auf physischen und genetischen Merkmalen, die sich weiterentwickelt haben, und nicht nur auf einer speziellen Ernährung.
Noch überraschender ist, dass sich der Unterschied zwischen den beiden Schmetterlingen nicht nur in ihrer Lebenserwartung widerspiegelt, sondern auch in ihrer Alterungsrate. Die Forscher fanden heraus, dass H. hecale in der Lage war, die Körpermasse über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten, während D. iulia mit zunehmendem Alter einen stärkeren körperlichen Rückgang aufwies.
Um weiter zu bestimmen, ob das Alter die körperliche Funktion beeinflusst, testeten die Forscher die Greifkraft von Schmetterlingen. Die Ergebnisse zeigten, dass ältere H. hecale keinen offensichtlichen Rückgang der Greiffähigkeit zeigten, während D. iulia mit zunehmendem Alter allmählich schwächer wurde. Zumindest basierend auf den von den Forschern getesteten Indikatoren zeigte H. hecale nach Eintritt ins hohe Alter nahezu keinen signifikanten Rückgang der physiologischen Leistungsfähigkeit.
Das Forschungsteam erweiterte dann den Umfang seiner Untersuchung, um Lebensdauer und Alterung der gesamten Heliconiini-Schmetterlingspopulation zu vergleichen. Die Forscher nutzten eine Kombination aus Aufzeichnungen über die Zucht von Schmetterlingshäusern, Daten von Wildmarkern, Freilassungen und Wiederfängen sowie kontrollierte Experimente in Insektenlabors, um die Lebensdauer und das Sterblichkeitsrisiko verschiedener Arten zu bewerten.
Die Ergebnisse zeigen, dass Heliconius-Schmetterlinge, die sich von Pollen ernähren, nicht nur langsamer altern, sondern auch ein geringeres Grundsterblichkeitsrisiko haben als ihre nahen Verwandten, die sich nicht von Pollen ernähren. Dieser Vorteil spiegelt sich sowohl in der maximalen Lebenserwartung als auch in der mittleren Lebenserwartung wider, also dem Alter, in dem die Hälfte der Individuen einer Population stirbt.
Die durchschnittliche Lebensdauer einiger Hülsenschmetterlingsarten ist etwa dreimal so hoch wie die der nahen Verwandten, und der maximale Lebensspannenunterschied ist noch schockierender. Der langlebigste Heliconius hewitsoni in der Studie kann bis zu 348 Tage alt werden, während der kurzlebige nahe Verwandte Dione juno nur bis zu 14 Tage alt wird. Die maximale Lebensdauer der beiden unterscheidet sich um etwa das 25-fache.
Forscher wiesen darauf hin, dass Insekten selbst extrem große Unterschiede in der Lebensspanne aufweisen. Als eine der artenreichsten Tiergruppen kann die maximale Lebensdauer eines erwachsenen Insekts von nur wenigen Tagen bei Eintagsfliegen bis zu Jahrzehnten in den Fortpflanzungsklassen einiger Ameisen und Termiten reichen. Dies bedeutet, dass der maximale Unterschied in der Lebensspanne bei Insekten etwa das 5.000-fache betragen kann, während der Unterschied in der Lebensspanne zwischen Säugetieren nur etwa 100-fach beträgt.
Jessica Foley, eine Forscherin an der School of Biological Sciences der Universität Bristol, sagte, dass das wirklich Besondere an Ärmelschmetterlingen nicht nur darin besteht, dass sie länger leben, sondern dass sie anscheinend sowohl eine längere Lebensdauer als auch eine langsamere Alterungsrate entwickelt haben. Noch wichtiger ist, dass sich diese Schmetterlinge nicht für einen kurzen Zeitraum in der Evolutionsgeschichte von ihren kurzlebigeren Verwandten getrennt haben, sodass der große Unterschied in der Lebensspanne zwischen den beiden ein natürliches Vergleichsexperiment zur Untersuchung der Mechanismen des Alterns darstellt.
Das Forschungsteam glaubt, dass dieses besondere Evolutionsphänomen wichtige Hinweise zum Verständnis liefern könnte, warum Tiere altern und wie sich die Lebensspanne verlängert. Durch den Vergleich langlebiger Ärmelfalter mit kurzlebigen, eng verwandten Arten können Wissenschaftler nach physiologischen Mechanismen suchen, die mit langsamem Altern und Langlebigkeit verbunden sind, und so die Biologie hinter der verlängerten Lebensdauer besser verstehen.
Derzeit zeigt diese Forschung nicht, dass der Sleeve Butterfly wirklich „niemals altert“ im Sinne des Wortes erreicht. Was die Wissenschaftler beobachteten, war, dass einige langlebige Schmetterlinge mit zunehmendem Alter einen nur sehr begrenzten physiologischen Rückgang gemessener Indikatoren wie Körpermasse und Greiffähigkeit zeigten. Welche Gene, Stoffwechselmechanismen oder zellulären Prozesse es ihnen genau ermöglichen, diesen Zustand aufrechtzuerhalten, bedarf weiterer Untersuchungen.
Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Die Forscher hoffen, dass diese tropischen Schmetterlinge, die eine ungewöhnlich lange Lebensdauer haben und langsam altern, zu neuen Tiermodellen für die Untersuchung der Mechanismen des Alterns und der Langlebigkeit werden und Wissenschaftlern bei der weiteren Suche nach Schlüsselfaktoren helfen können, die die Lebensdauer von Tieren bestimmen.
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