Вторник, 27 февраля, 2024
ДомойБиологияПочему мы стареем? Обнаружено удивительное эволюционное преимущество

Почему мы стареем? Обнаружено удивительное эволюционное преимущество

- Advertisement -

Исследователи использовали компьютерные модели для изучения эволюционной роли старения. Они оспаривают представление о том, что старение не имеет положительной функции, предполагая, что оно может ускорить эволюцию в изменяющейся окружающей среде, тем самым принося пользу последующим поколениям. Их результаты показывают, что старение может быть полезной чертой, выбранной в результате естественной эволюции. Фото: SciTechDaily.com

Тайна старения очаровывала людей на протяжении тысячелетий, и многие были готовы сделать что угодно, чтобы остановить или обратить вспять этот процесс, поскольку старение обычно связано с постепенным ухудшением большинства функций организма. Хотя старение является естественной частью жизни, биологи на удивление мало знают о возникновении этого процесса в ходе эволюции. Неясно, неизбежно ли старение, ведь существуют организмы, которые, казалось бы, вообще не стареют, более того, явление, известное как негативное старение, или омоложение, действительно существует: жизненные функции некоторых черепах с возрастом улучшаются.

Исследование эволюционной роли старения

Исследователи Института эволюции под руководством академика Эёрса Сатмари попытались доказать справедливость ранее предложенной, но до сих пор недоказанной теории старения. Теория предполагает, что при определенных обстоятельствах эволюция может способствовать распространению генов, контролирующих старение.

Чтобы проверить гипотезу, исследователи использовали разработанную ими компьютерную модель. Эта модель представляет собой алгоритм, способный моделировать долговременные процессы в популяциях организмов и генов в условиях, контролируемых учеными. По сути, с помощью таких моделей можно запускать эволюционные сценарии, получая результаты через несколько часов, а не через миллионы лет. Современные эволюционные исследования были бы немыслимы без компьютерного моделирования.

Изучение цели старения

Фундаментальный вопрос исследования был прост: есть ли смысл в старении? Выполняет ли он какую-либо эволюционную функцию или действительно является горьким и фатальным побочным продуктом жизни? «Старение может иметь эволюционную функцию, если существует отбор на старение. В нашем исследовании мы стремились выявить этот отбор», — говорит Эёрс Сатмари. «Согласно классическим объяснениям, старение популяций возникает даже без отбора. Это связано с тем, что особи рано или поздно умрут, не старея (в результате болезней или несчастных случаев), поэтому сила естественного отбора в популяции будет становиться все слабее и слабее. Это создает возможность для накопления генов, которые оказывают неблагоприятное воздействие на хронологически старых людей (вызывая тем самым старение). Это означало бы, что старение является лишь побочным следствием эволюции и не имеет адаптивной функции».

Бросая вызов общепринятой мудрости

В течение прошлого столетия с использованием различных биологических механизмов было сформулировано несколько эволюционных теорий для объяснения неизбежного старения, не имеющего никакой положительной функции. Некоторые ученые приняли это предположение как факт, но когда были открыты нестареющие организмы, все больше и больше исследователей ставили под сомнение неизбежность старения и предположили, что, возможно, старение также может иметь некоторые преимущества.

«В сообществе эволюционной биологии стало общепринятым, что классические неадаптивные теории старения не могут объяснить все закономерности старения в природе, а это означает, что объяснение старения снова стало открытым вопросом», — говорит Сатмари. «Альтернативные адаптивные теории предлагают решения этой проблемы, предполагая положительные последствия старения. Например, возможно, что в меняющейся среде старение и смерть более выгодны для особей, потому что таким образом можно уменьшить конкуренцию, которая препятствует выживанию и воспроизводству более адаптируемого потомства с лучшим генным составом».

Однако этот сценарий справедлив только в том случае, если люди преимущественно окружены своими родственниками. В противном случае при половом размножении нестареющие особи «крадут» лучшие (лучше приспособленные к изменившейся среде) гены у представителей стареющей популяции, и поэтому значительное старение исчезает.

Старение как катализатор эволюции

Проработав модель, венгерские биологи обнаружили, что старение действительно может ускорить эволюцию. Это выгодно в меняющемся мире, поскольку более быстрая адаптация позволяет быстрее найти адекватные черты, тем самым поддерживая выживание и распространение потомственных генов. Это означает, что старение может стать действительно выгодной характеристикой, и естественный отбор будет способствовать этому.

Ссылка: «Направленный отбор в сочетании с родственным отбором способствует установлению старения», Андраш Силадьи, Тамас Чаран, Мауро Сантос и Эорс Сатмари, 23 октября 2023 г., БМК Биология.
DOI: 10.1186/s12915-023-01716-w

Финансирование: Национальное управление исследований, разработок и инноваций (Венгрия), Исследовательская стипендия Бояи Яноша Венгерской академии наук, Новая национальная программа передового опыта Министерства культуры и инноваций, Министерство науки и инноваций, Женералитат Каталонии 2021, Почетные приглашенные ученые Программа стипендий Венгерской академии наук, Фонда Volkswagen (инициатива «Leben? –Ein neuer Blick der Naturwissenschaften auf die grundlegenden Prinzipien des Lebens», проект «Единая модель рекомбинации в жизни»)

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме