Mis sellise organismi väljakujunemist takistab? Määravaks on piiratud ressursid – mitte ainult energia ja toitained, vaid ka aeg, mida organism ühe või teise füsioloogilise funktsiooni edendamiseks kasutada saab. Liik peab keskkonnatingimusi arvestades ressursse optimaalselt kasutama. Selle tulemusena esineb lõivsuhe keha korrashoiu ja sigimispingutuse vahel – mõlemasse maksimaalselt panustada pole korraga võimalik.

Keha korrashoiuga seotud kulude ja lõivsuhete tulemuseks on füsioloogiliste süsteemide järk-järguline allakäik ehk vananemine. Seni on vananemist uuritud valdavalt lühiealistel organismidel, sest lühikese eluea tõttu on võimlik küsimustele suhteliselt kiiresti vastuseid saada. Paraku võivad lühiealiste organismide elukäiku kujundada aga pikaealistest liikidest teistlaadsed lõivsuhted. Tartu Ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi doktorant Janek Urvik keskendus oma teesides just pikaealise linnuliigi – kalakajaka (Larus canus) vananemist mõjutavate lõivsuhete uurimisele. Tööd juhendasid Tuul Sepp ja Peeter Hõrak. Töö sai võimalikuks tänu Kalev Rattiste üle neljakümne aasta pikkusele tööle Kakrarahu kalakajakate uurimisel.

Lääne-Eestis Matsalu rahvuspargis asuval Kakrarahul on kalakajakate uuringud kestnud aastast 1962. Aja jooksul on kogutud täpset teavet iga indiviidi elukäigu kohta: mis vanuses leidis partneri, kui palju lapsi, lapselapsi, lapselapselapsi, jne. Neid elukäiguandmeid linnu füüsiliste (nt kehakaal, sulgede värv) ja füsioloogiliste parameetritega kõrvutades, võib selguda nii mõndagi seni teadmatut vananemisega seotut protsesside kohta looduses. Kuigi kalakajaka keskmine eluiga on vaid kaks kuud, sest koorunud poegade suremus on suur, võivad pojaperioodi üle elanud noorlinnud elada kõrge vanuseni. Suguküpseks saanud linnud pesitsevad keskmiselt 5–6 aastat, kuid leidub ka üle 30 aasta pesitsenud linde. Siiski hakkab kalakajakal peale kümnendat pesitsusaastat sigimisedukus langema. Kalakajakad naasevad pea alati pesitsema samasse kolooniasse, seepärast on lihtne kindlaks teha linnu ellujäämine või hukkumine.   

Kalakajaka pesas on koorunud esimene poeg. Autor: Tuul Sepp

Lindude füsioloogilise vananemise hindamiseks mõõdeti isastel kalakajakel kaht laialdaselt kasutatud tunnust: punaverelibledes olevate kromosoomide telomeeride pikkust ning linnu nahas pentosidiini sisaldust. Telomeerid on kromosoomi otstes asuvad DNA järjestused, mis reeglina raku pooldumisel lühenevad, seega peaksid need kromosoomide osad vanematel isenditel olema lühemad, sest nende rakud on rohkem kordi pooldunud. Kuid senised telomeeride lühenemise uuringud on valdavalt tehtud laboritingimustes koekultuurides või laborihiirtel, vabas looduses tehtud uuringuid napib.

Nahast mõõdetav pentosidiin on valkude kahjustuste biomarker, mille kontsentratsioon suureneb oksüdatiivse ja glükosatiivse stressi tagajärjel eluea jooksul. Nii on varasemad pikaealistel lindudel läbi viidud uuringud näidanud, et pentosidiini kontsentratsioon nahas näitab linnu vanust. Pentosidiini kuhjumisega muutub nahk organismi eluea jooksul vähem elastseks ja pehmeks – samamoodi nii kalakajakal kui inimesel.

Tulemused näitasid, et kalakajakas investeerib veel kõrges vanuseski rohkelt heas füüsilises vormis püsimisse. Näiteks vanade ja nooremate lindude võime oksüdatiivse stressi ehk elutegevuseks kasutatava hapniku toksilist mõju leevendada ei erine oluliselt ning vanade kalakajakate nahas ei ole rohkem pentosidiini, mis võib tähendada, et vähemalt töös mõõdetud parameetrite järgi kalakajakas füsioloogiliselt ei vanane.

Janek Urvik Kakrarahu kalakajaka koloonias välitöödel. 

Vananedes investeerivad kalakajakad aga üha vähem sigimisse. Kalakajakatel on oluliseks isendi kvaliteeti peegeldavaks tunnuseks tiivaotstel olevad valged sulelaigud, kuna need ennustavad ette isendi suremise tõenäosust. Silmapaistvamate sulelaikudega on just keskealised, parimas sigimiseas olevad isendid. Vanematel lindudel on aga laigud väiksemad ja seega ei pruugi nad olla sigimispartneri "kosimisel" nii edukad kui nooremad linnud. Kuid on ka võimalik, et vananedes suunab kalakajaks rohkem energiat keha füsioloogilise seisundi säilitamisele. Ka lindudele ainuomase päranipunäärme, mis toodab rasvarikast sulestikku kulumise, parasiitide, haigustekitajate ja märgumise eest kaitsvat nõret, uuringus leiti, et vanematel lindudel on nääre oluliselt suurem. See võib tähendada, et pikaealise linnuliigi investeering tervisesse suureneb vanuse kasvades, aga ka seda, et vanaks elavad vaid linnud, kes enda eest hoolitsemisse võrreldes sigimisega rohkem ressursse suunavad.

Munade koostist uurides selgus, et vanemad linnud paigutavad munadesse vähem karotinoide – ühendeid, mille kohta on arvatud, et nad leevendavad hapniku mürgist toimet kudedele ning soodustavad poja suuremaks kasvamist. Suuremal ja kiiremini kasvaval pojal on aga suurem tõenäosus lennuvõimeliseks kasvada. Seega võib doktoritöö tulemuste põhjal järeldada, et pikaealistel liikide edukuse tagab eelkõige pikk ja tervelt elatud elu, mis võimaldab suurendada sigimiskordade arvu; maksimaalne sigimispingutus ühel sigimiskorral ei too aga pikas plaanis samaväärset tulu.

Uuringu kohaselt sarnaneb kalakajaka vananemismuster teise pikaealise loomaliigi – inimese –  vananemisega. Enamik vananemisuuringuid siiani on aga läbi viidud hiirtel ja rottidel, kelle vananemise muster on hoopis teistsugune. Samuti ei mõjuta laboriloomi looduskeskkonnale iseloomulikud lõivsuhted ja ressursside piiratus. Seega võikski tulevikus vananemist uurides keskenduda rohkem pikaealistele liikidele looduses, et leida vastus ühele inimkonna suurimale küsimusele: miks me vananeme ja kas vananemist on võimalik aeglustada või ära hoida. Kuna käesolev töö näitas, et vanad kalakajakad on tõenäoliselt sellele küsimusele vastuse leidnud – mõõdetud markerite põhjal on nende füsioloogiline vananemine väga aeglane, kui mitte olematu – siis võiksid tuleviku uuringud keskenduda näiteks füsioloogilise vananemise ärahoidmisega seotud geenide tuvastamisele kalakajakal.