Проблема для Дарвина: почему мы верим и верим, а не жить вечно?

Что сказал бы Дарвин? Это вопрос, который я задаю сначала, когда я ищу ответ о чем-либо биологическом. Кто я такой, чтобы спорить с Феодосием Григоровичем Добжанским, который классно назвал эссе: «Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции».

Однако старение представляет собой очевидный парадокс эволюционной теории. Основная предпосылка эволюционно-естественного отбора – это то, что некоторые случайно возникающие черты лучше приспособлены для выживания, чем другие. Лица с этими преференциальными чертами выживут, чтобы передать их новым поколениям. Среди людей умственная острота – способность планировать охоту и собирать – и физическую доблесть – способность выполнять охоту и собирание – это две из человеческих черт, которые с большим успехом выжили и эволюционировали.

Но со старением приходит деменция и хрупкость. Где преимущество в этом?

Леонид Александрович Гаврилов и Наталья Гаврилова в разделе «Эволюционные теории
Старение и долголетие »(« Научный мировой журнал », 2002) спрашивают, как эволюция приводит к« таким необычно вредным особенностям, как старение и поздние дегенеративные заболевания, а не вечная молодость и бессмертие. Как получилось, что, совершив чудесный успех, который привел нас из одной клетки к зачатию через рождение, а затем к сексуальной зрелости и продуктивной взрослой жизни … программа развития, образованная биологической эволюцией, не позволяет даже выполнить свои собственные работы? »

Гавриловы указывают на еще одну эволюционную причуду о старении. Совершенно очевидно, что старение происходит задолго до того, как необходимый жизненный путь продолжит наш вид – «вне досягаемости естественного отбора». Ибо, если естественный отбор – каким-то упрощенным способом – борьбой за воспроизведение, эта работа выполняется за десятилетия до вредных последствий старения.

Несколько лет назад я присутствовал на лекции эволюционного биолога Ричарда Левинса, в которой он отметил, что для обеспечения продолжения вида у людей должна быть ожидаемая продолжительность жизни всего двадцать пять. Мы хорошо подготовлены к воспроизведению в подростковом возрасте, а ожидаемая продолжительность жизни в двадцать пять лет оставила нам достаточно молодых старейшин, чтобы передать всю культуру, необходимую для выживания и развития на африканской равнине до нашей нынешней биологической формы. Не только старость, но и средний возраст, кажется, совершенно не имеет отношения к выживанию.

Совместное открытие естественного отбора, Альфред Русел Уоллес, выдвинуло гипотезу «запрограммированной смерти» как объяснение старения »… когда один или несколько человек предоставили достаточное количество преемников, они сами, как потребители питания в постоянно возрастающей степени, являются травмой этих преемников. Естественный отбор поэтому сорняет их ».

Это напоминает мне книгу, пьесу и фильм «На заемное время», в котором человек ловушка смерти на дереве. Но он приходит к выводу о последствиях ничем не умирающих – людей, страдающих от необузданной боли, и скудных ресурсов для всех. В конце концов он отпускает смерть из дерева, так что цикл жизни и смерти может продолжаться.

К сожалению, запрограммированная теория смерти – эта смерть имеет конкурентное преимущество для вида, если не человека, – похоже, не имеет эмпирической поддержки. Животные в неволе и люди в нашей современной цивилизации живут намного дольше, чем в дикой природе, поэтому кажется, что естественные сроки жизни просто не достаточно для выбора запрограммированной смерти в старости.

Старение представляет то, что Гавриловы называют «временной проблемой», поскольку «многие проявления старения происходят после репродуктивного периода эволюционирующих организмов в возрасте, которые недоступны естественному отбору».

И они предлагают две – не взаимоисключающие эволюционные теории для учета старения.

Теория накопления мутаций воплощает идею о том, что хотя черты, связанные со старением, мы воспроизводим годы, предшествующие нашему возрасту, не выбраны для выживания, они не отбираются против. Мутантный ген, который убивает детей, не будет передаваться следующему поколению, но отрицательный ген, например болезнь Альцгеймера, будет нейтральным для естественного отбора. Со временем эти гены будут переданы не только будущему поколению, они выживут и накапливаются в человеческом населении.

Связанный с накоплением мутаций является антагонистической теорией плейотропии, которая представляет собой идею о том, что некоторые гены, которые имеют ценность выживания для размножения, несут в себе отрицательные эффекты по мере старения. Плейотропные гены обладают более чем одним эффектом – в старении, антагонистическом эффекте. Предположим, что существует ген, способствующий росту кальция. Это хорошо в молодости. Сильные кости способствуют выживанию эволюционирующих людей-охотников-собирателей, но кальцификация способствует артриту в старости. То, что хорошо для размножения, может быть не очень полезно для долголетия.

За всем этим стоит мысль о том, что в среде, в которой люди эволюционировали, само старение не было нормальной частью жизненного цикла человека. Еще в средние века ожидаемая продолжительность жизни людей составляла только возраст Ричарда Левинса, необходимый для выживания его видов – около 25 лет.

Мы, по-видимому, стареем, потому что гены для старения либо нейтральны для естественного отбора, либо отрицательные побочные эффекты генов, которые ранее в жизни способствовали выживанию и размножению.

Для науки старение на самом деле является новым явлением, которое, так сказать, в младенчестве.

В будущих публикациях я буду двигаться дальше эволюции и взглянуть на некоторые из механизмов старения – независимо от их биологического происхождения.

************************************************** ***********************************

Справка: Гаврилов, Л. А., Гаврилова Н. С. (2002) Эволюционные теории старения и долголетия. The ScientificWorldJOURNAL 2, 339-356.