Теломеры повторяют последовательности ДНК, найденные на концах хромосом, которые защищают нити ДНК на хромосомах, что уменьшает шансы на вредные мутации. Одним из наиболее частых способов получить вредную мутацию является потеря информации с каждого конца хромосомной пряди. Каждый раз, когда ДНК делает копию самой себя, ее теломеры становятся короче, что увеличивает шансы на то, что информация будет потеряна через концы нити. Теломерные колпачки на концах нитей предотвращают эту потерю информации и, следовательно, предотвращают накопление мутаций с течением времени. Чем дольше теломерная крышка, тем дольше человек будет защищен от мутационного накопления и, следовательно, теоретически, чем дольше он будет жить. Короче говоря, короткие телемеры увеличивают шансы на накопление мутаций с течением времени, потому что в конечном итоге они будут изнашиваться до нуля, а более длинные теломеры защищают от этого эффекта. (Авив и Суссер, 2013).
Но есть существенное исключение из этого эффекта сокращения теломер: сперма. Фактически, теломеры в стволовых клетках, производящих сперматозоиды, не только сопротивляются изнашиванию, они действительно растут. Этот рост может быть связан с тем, что сперма купается в теломеразе, восстанавливающей теломер. Таким образом, чем старше человек, тем дольше будут теломеры в его сперме.
Но это еще не все: действительно потрясающий результат в последние годы показал, что этот удлиняющий эффект теломер у спермы пожилых мужчин может передаваться по отцовской линии от отца к сыну и внуку (Eisenberg et al., 2012). Поэтому возраст, в течение которого человек задумывает своего потомства, теоретически может увеличить шансы этого потомства на долгую жизнь и увеличить его репродуктивную пригодность (и всей родословной).
Но подождите минутку! Возможно, вы спрашиваете себя: «А как насчет всех тех исследований, которые показывают вредные последствия более старшего отцовского возраста для потомства?». Старшие папы, как правило, имеют детей с большим риском для здоровья всех видов?
Да и Нет. Некоторые исследования показывают отрицательные последствия отцовского возраста у потомства, в то время как другие исследования показывают положительный эффект (Janecka et al., 2017). Продвигающийся возраст матери, безусловно, связан с негативным воздействием на потомство, но в меньшей степени для папы, хотя нет никаких сомнений в том, что некоторые негативные последствия существуют и хорошо документированы. Старение связано с мутациями de novo и, таким образом, вы получаете связь между родительским возрастом и дефектами потомства. Тем не менее, этот негативный эффект у престарелых родителей на потомство разбавляется или приглушается для более старых пап с более длинными длинами теломер, и я предсказываю, что вредные эффекты будут особенно приглушены для мальчиков и девочек. Этот вопрос чрезвычайно сложный, так как влияние отцовского возраста на потомство, вероятно, опосредуется многими факторами от возраста матери, последствиями порядка рождения в семье и экономическим статусом папы. Самое главное, однако, что влияние отцовского возраста на потомство должно различаться в зависимости от пола потомства. Эффекты (как отрицательные, так и положительные) отцовского возраста у потомства, скорее всего, будут гендерными, потому что (как отмечено выше) длина теломер наследуется по отцовской линии.
Но что все это связано со сном? Сначала было продемонстрировано, что как слишком много сна, так и слишком мало сна связаны с короткой длиной теломер (Jackowska et al., 2012). Вам нужно оптимальное количество сна, чтобы иметь более длинную длину теломер. Интересно, что то же самое справедливо и для качества спермы : вам нужно оптимальное количество сна для оптимального качества спермы (Chen et al., 2016). Слишком много или слишком мало сна приведет к уменьшению количества спермы и качества в зависимости от дозы. Возможно, что эффекты длительной продолжительности сна по качеству спермы связано с эффектом сна на длину теломер. В любом случае, не оптимальная продолжительность сна несет более высокую стоимость фитнесса для мужчин, чем для женщин, учитывая, что качество спермы и длина теломер снижаются после неоптимального сна.
Итак, мы знаем следующее: 1) длина теломер может увеличивать долговечность и пригодность посредством защиты от вредных мутаций; 2) сперма защищена от коротких теломер и связана с ростом длины теломер; 3) длина теломер может быть унаследована по отцовской линии от старшего папы, 4) вам нужно оптимальное время сна, чтобы иметь более длинные длины теломер и лучшее качество спермы.
Теперь я предостерегаю читателя, что все 4 из этих утверждений оспариваются в научной литературе. Они еще не установили факты. Мое личное мнение заключается в том, что скоро будут установлены факты. Таким образом, нам нужно объяснение того, как эти 4 факта объединяются и что все это значит для теории функции сна.
Вот где Эйзенберг и Кузава (2011, 2013) работают над эволюционной теорией эффектов отцовского возраста, настолько полезны. Чтобы оптимизировать репродуктивную пригодность, родители нуждаются в том, чтобы их дети были готовы к любой среде, в которой они оказались. Если это хаотическая среда, тогда лучшая стратегия для родителей и детей заключается в том, чтобы дети быстро росли и быстро размножались. Быстрый график приводит к сокращению продолжительности жизни. Вы живете быстро и умираете молодыми. Если, с другой стороны, среда более стабильна, то оптимальная репродуктивная стратегия должна расти медленнее и воспроизводиться позже в жизни. В этом случае потомство будет жить дольше. Но для этой более медленной стратегии работы родители должны знать об окружающей среде в будущем – когда их дети будут рождаться и растут в их зрелости. Родителям (и детям) необходимо использовать имеющуюся в настоящее время информацию, чтобы делать ставки на то, как будет выглядеть будущее. Но как потенциальные родители (или растущие дети) смотрят в будущее? Какую информацию родители и дети могут использовать для планирования будущего?
Теперь, что Эйзенберг и др. Предположили, что отцовский возраст при размножении является очень надежным сигналом экологической стабильности. Если у вас есть мужчины, которые живут в старших возрастных группах и воспроизводятся в этих возрастных группах, то это очень хорошее доказательство того, что все достаточно стабильно, чтобы поддерживать более медленный рост и репродуктивные графики. Теперь мы отметим решающий момент во всем этом теоретизировании: только некоторые дети смогут использовать информацию о старших пап. Только мальчики (и в какой-то степени девочки), рожденные старшими папьями, имеют информацию в своем геноме (в виде длинных теломер), которые рассказывают им, какова будет окружающая среда, когда их дети будут рождаться. Поэтому у них есть чрезвычайно ценная информация о фитнесе, которой никто другой в группе не будет иметь. Как выразился Эйзенберг и Кузава (2013 г.): «Таким образом, линии мужчин с способностью удлинять длины теломер с возрастом и передавать эти модифицированные теломеры потомству могли бы увеличить дарвиновскую пригодность, потому что их потомство было лучше способные откалибровать свои репродуктивные и поддерживающие расходы в течение вероятной продолжительности их жизненных циклов в переменных условиях, с которыми сталкиваются человеческие популяции ».
Отпрыск пожилых пап будет иметь в своих геномах информацию о долгосрочной стабильности окружения, которая позволит этим детям оптимально планировать свое будущее и тем самым повысить их пригодность. Получая «длинное теломерное наследование», оптимистичный сигнал для этих детей, мы видели выше, что ограниченные количества сна частично отрицают эти положительные эффекты, особенно для мужчин. Как упоминалось выше, неоптимальная продолжительность сна имеет более высокую стоимость фитнесса для мужчин, чем для женщин, учитывая, что качество спермы и длина теломер снижаются после неоптимального сна. Почему дифференциальный эффект на мужчин?
Мы приходим к последнему шагу в моем споре о сне и долголетии. Никто не знает ответа на этот вопрос. Поэтому я могу предложить возможность. В моей книге 2004 года о сонме REM я утверждал, что количество сна подлежит влиянию генетического конфликта, опосредованного импринтированными генами с отпечатанными локусами материнской линии, благоприятствующими длительным продолжительным снам и генам отцовской линии, способствующим сокращению продолжительности сна. В рамках этой теоретической основы в интересах генов материнской линии продвигать неоптимальные и особенно длительные продолжительности сна. Мы видели, что неоптимальные продолжительности сна определяют дифференциальную стоимость на теломерную функцию отцовской линии. Все больше доказательств того, что длина телеморе связана с обогащенными уровнями метилирования ДНК в импринтированных локусах (Buxton et al., 2014). В этой теоретической системе поэтому продолжительность сна и человеческая долголетие сами по себе являются битвой в вечной войне между полами.
,
