Telomere wiederholen DNA-Sequenzen, die an den Enden von Chromosomen gefunden werden und DNA-Stränge auf den Chromosomen schützen, wodurch die Wahrscheinlichkeit schädlicher Mutationen verringert wird. Einer der häufigsten Wege, eine schädliche Mutation zu erhalten, besteht darin, Informationen von jedem Ende des Chromosomenstrangs zu verlieren. Jedes Mal, wenn die DNA eine Kopie von sich selbst macht, werden ihre Telomere kürzer, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Informationen durch die Enden des Stranges verloren gehen. Die Telomer-Kappen an den Enden der Stränge verhindern diesen Informationsverlust und verhindern daher die Akkumulation von Mutationen im Laufe der Zeit. Je länger die telomere Kappe ist, desto länger wird das Individuum vor einer Mutationsakkumulation geschützt und daher wird es theoretisch länger leben. Kurz gesagt, kurze Teleomere erhöhen die Wahrscheinlichkeit für eine Mutationsakkumulation im Laufe der Zeit, weil sie sich schließlich abnutzen werden, während längere Telomere vor diesem Effekt schützen. (Aviv und Susser, 2013).
Aber es gibt eine große Ausnahme von diesem Telomerverkürzungseffekt: Spermien. Tatsächlich widerstehen die Telomere in den Spermien produzierenden Stammzellen nicht nur dem Verschleiß, sie wachsen sogar. Dieses Wachstum kann darauf zurückzuführen sein, dass Spermien in das telomerreparierende Enzym Telomerase gebadet werden. Je älter der Mann ist, desto länger werden die Telomere in seinem Sperma sein.
Aber das ist noch nicht alles: Ein wirklich erstaunlicher Befund in den letzten Jahren hat gezeigt, dass diese Telomerverlängerung im Sperma älterer Männer entlang der väterlichen Linie von Vater zu Sohn und Enkel weitergegeben werden kann (Eisenberg et al., 2012). Daher kann das Alter, in dem ein Mann seine Nachkommenschaft ersinnt, theoretisch die Chancen dieser Nachkommen erhöhen, ein langes Leben zu führen und seine reproduktive Fitness (und die gesamte Linie) zu erhöhen.
Aber warte mal! Sie könnten sich fragen: "Was ist mit all den Studien, die schädliche Auswirkungen des älteren Vateralters auf die Nachkommen zeigen?" Ältere Väter neigen dazu, Kinder mit größeren gesundheitlichen Risiken aller Art zu haben, nicht wahr?
Ja und Nein. Einige Studien zeigen negative Auswirkungen des väterlichen Alters auf Nachkommen, während andere Studien positive Effekte zeigen (Janecka et al., 2017). Das fortschreitende Alter der Mutter ist sicherlich mit negativen Auswirkungen auf die Nachkommen, aber weniger mit dem Vater verbunden – obwohl es zweifellos einige negative Auswirkungen gibt und dokumentiert ist. Das Altern ist mit De-novo-Mutationen verbunden, und so erhalten Sie den Zusammenhang zwischen dem Alter der Eltern und den Nachkommen. Nichtsdestoweniger ist dieser negative Effekt von gealterten Eltern auf Nachkommen für ältere Väter mit längeren Telomerlängen verdünnt oder gedämpft, und ich sage voraus, dass die schädlichen Auswirkungen für Jungen im Vergleich zu Mädchen besonders gedämpft sind. Das Problem ist äußerst komplex, da die Auswirkungen des väterlichen Alters auf die Nachkommenschaft wahrscheinlich durch viele Faktoren aus dem Alter der Mutter, den Auswirkungen der Geburtenfolge in der Familie und dem wirtschaftlichen Status des Vaters beeinflusst werden. Am wichtigsten ist jedoch, dass die Auswirkungen des väterlichen Alters auf die Nachkommen als eine Funktion des Geschlechts der Nachkommen variieren sollten. Auswirkungen (sowohl negativ als auch positiv) des väterlichen Alters auf Nachkommen sind wahrscheinlich geschlechtsspezifisch, einfach weil (wie oben erwähnt) die Telomerlänge in der väterlichen Linie vererbt wird.
Aber was hat das alles mit dem Schlaf zu tun? Erstens wurde gezeigt, dass sowohl zu viel Schlaf als auch zu wenig Schlaf mit einer kurzen Telomerlänge einhergeht (Jackowska et al. (2012)). Sie benötigen optimale Schlafmengen, um eine längere Telomerlänge zu erreichen. Interessanterweise gilt das auch für die Samenqualität : Sie benötigen optimale Schlafmengen für eine optimale Samenqualität (Chen et al., 2016) Zu viel oder zu wenig Schlaf führt zu einer Verringerung der Anzahl der Spermien und Qualität in einer dosisabhängigen Art. Es ist möglich, dass die Auswirkungen der begrenzten Schlafzeiten die Qualität des Samens hängt mit den Schlafeffekten auf der Telomerlänge zusammen In jedem Fall führt eine nicht optimale Schlafdauer bei Männern zu höheren Fitnesskosten als bei Frauen, da die Spermienqualität und die Telomerlänge nach nicht optimalem Schlaf abnehmen.
Wir kennen also folgendes: 1) Die Telomerlänge kann durch den Schutz vor schädlichen Mutationen die Langlebigkeit und Fitness erhöhen; 2) das Sperma ist gegen kurze Telomere geschützt und ist mit dem Wachstum der Telomerlängen assoziiert; 3) Telomerlänge kann von einem älteren Vater auf die väterliche Linie vererbt werden, 4) Sie benötigen optimale Schlafdauern, um längere Telomerlängen und bessere Spermienqualität zu haben.
Nun warne ich den Leser, dass alle 4 dieser Behauptungen in der wissenschaftlichen Literatur angefochten werden. Sie sind noch nicht feststehende Fakten. Meine persönliche Meinung ist, dass sie bald Fakten sein werden. Daher brauchen wir eine Erklärung, wie diese 4 Fakten zusammenhängen und was alles für eine Theorie der Schlaffunktion bedeutet.
Hier sind die Arbeiten von Eisenberg und Kuzawa (2011; 2013) zur evolutionären Theorie der väterlichen Alterseffekte so nützlich. Um die Fortpflanzungsfähigkeit zu optimieren, müssen Eltern ihre Kinder auf die Umgebung vorbereitet sein, in der sie sich befinden. Wenn es eine chaotische Umgebung ist, dann ist die beste Strategie für Eltern und Kinder, dass die Kinder schnell erwachsen werden und sich schnell fortpflanzen. Der schnelle Zeitplan führt zu kürzeren Lebensdauern. Du lebst schnell und stirbst jung. Wenn andererseits die Umwelt stabiler ist, dann ist die optimale Fortpflanzungsstrategie, langsamer zu wachsen und sich später im Leben fortzupflanzen. In diesem Szenario werden Nachkommen tendenziell länger leben. Aber für diese langsamere Strategie zur Arbeit müssen Eltern über zukünftige Umgebungen Bescheid wissen – wenn ihre Kinder geboren werden und in ihrer Reife wachsen werden. Die Eltern (und Kinder) müssen die aktuell verfügbaren Informationen nutzen, um Wetten darüber zu führen, wie sich die Zukunft entwickeln wird. Aber wie können potentielle Eltern (oder wachsende Kinder) in die Zukunft blicken? Welche Informationen können Eltern und Kinder jetzt für die Zukunft nutzen?
Eisenberg et al. Schlugen vor, dass das Alter des Vaters bei der Reproduktion ein sehr zuverlässiges Signal für die Stabilität der Umwelt darstellt. Wenn Sie Männer haben, die in älteren Altersgruppen leben und sich in diesem Alter fortpflanzen, dann ist dies ein sehr guter Beweis, dass die Dinge stabil genug sind, um langsamere Wachstums- und Fortpflanzungszeitpläne zu unterstützen. Jetzt bemerken wir den entscheidenden Punkt bei all dem Theoretisieren: Nur bestimmte Kinder können die Informationen über ältere Väter verwenden. Nur die Jungen (und teilweise die Mädchen), die von älteren Vätern stammen, haben die Information in ihrem Genom (in Form von langen Telomeren), die ihnen sagen, wie die Umwelt wahrscheinlich aussehen wird, wenn ihre Kinder geboren werden. Sie haben daher äußerst wertvolle Fitness-Informationen, die sonst niemand in der Gruppe haben wird. Eisenberg und Kuzawa (2013) haben es so formuliert (S. 2): "Die Abstammungslinien von Männern mit der Fähigkeit, Spermienlängen mit dem Alter zu verlängern und diese modifizierten Telomere an Nachkommen weiterzugeben, könnten die Darwin'sche Fitness verbessern, weil ihre Nachkommen besser waren in der Lage sind, ihre Fortpflanzungs- und Instandhaltungsausgaben über die wahrscheinliche Dauer ihrer Lebensspanne in den variablen Umgebungen zu kalibrieren, mit denen menschliche Bevölkerungen konfrontiert waren. "
Die Nachkommen älterer Väter werden in ihren Genomen Informationen über die langfristige Stabilität der Umgebung haben, die es diesen Kindern ermöglichen, optimal für die Zukunft zu planen und somit ihre Fitness zu verbessern. Während wir die "lange telomerische Vererbung" erhalten haben, haben wir oben gesehen, dass eingeschränkte Schlafmengen diese positiven Effekte – insbesondere für Männer – teilweise zunichte machen. Wie oben erwähnt, führt eine nicht optimale Schlafdauer zu höheren Fitnesskosten für Männer als für Frauen, da die Samenqualität und Telomerlänge nach nicht optimalem Schlaf abnimmt. Warum die unterschiedliche Wirkung auf Männer?
Wir kommen jetzt zum letzten Schritt in meinem Streit über Schlaf und Langlebigkeit. Niemand kennt die Antwort auf diese Frage. Daher kann ich Ihnen eine Möglichkeit vorschlagen. In meinem Buch über REM-Schlaf aus dem Jahr 2004 habe ich argumentiert, dass Schlafmengen dem Einfluss genetischer Konflikte unterliegen, die durch geprägte Gene mit mütterlich geprägten Loci, die lange Schlafzeiten begünstigen, und väterlichen Liniengenen, die kürzere Schlafzeiten begünstigen, vermittelt werden. Innerhalb dieses theoretischen Rahmens liegt es im Interesse der mütterlichen Liniengene, nicht optimale und besonders lange Schlafzeiten zu fördern. Wir haben gesehen, dass nicht-optimale Schlafdauern eine differenzielle Kosten für Telomerfunktion der väterlichen Linie berechnen. Es gibt zunehmend Belege dafür, dass die Teleomerlänge mit angereicherten DNA-Methylierungsniveaus innerhalb von geprägten Loci assoziiert ist (Buxton et al., 2014). Innerhalb dieses theoretischen Rahmens sind daher sowohl die Schlafdauer als auch die menschliche Langlebigkeit selbst ein Schlachtfeld im ewigen Krieg zwischen den Geschlechtern.
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