چرا تکامل با ناکارآمدی پیری مواجه نیست؟هلگی هالدورسون / فلیکر

زندگی، نظم و پیچیدگی زیست شناسی را در برابر هرج و مرج فزایندهای فیزیکی متوقف می کند. قانون دوم ترمودینامیک یا فلش ترمودینامیکی زمان، بیان می کند که هر سیستم طبیعی همیشه به سمت افزایش اختلال است. پیری بیولوژیکی متفاوت نیست، و مرگ اجتناب ناپذیر است. با این حال، یکی از مسائلی که کمتر مورد توجه پیری قرار می گیرد، پارادوکس ظاهری بین درایو بهینه سازی تکامل و زوال اجتناب ناپذیر بدن است. با توجه به میلیارد سال 3.5 که در آن ما از موجودات تک سلولی تکامل یافته ایم، چرا زندگی در برابر ناکارآمدی پیری ناکام مانده است؟ یا دقیق تر، چطور پیری در چارچوب تکامل داروین وجود دارد؟

برای تکامل رخ می دهد، ابتدا باید وجود داشته باشد تنوع ژنتیکی، تفاوت بین افراد در یک جمعیت برای مشخصه قابل اندازه گیری (فنوتیپ) ناشی از عوامل ژنتیکی و محیطی؛ وراثت از این عوامل ژنتیکی از والدین به فرزندانشان؛ و موفقیت دیفرانسیل باروری، به طوری که برخی از عوامل ژنتیکی خود را در توانایی فرد برای زنده ماندن و تکثیر (به عنوان مثال تناسب اندام) ظاهر می شود.

در این چارچوب تکاملی پیری را درنظر بگیرید. تغییرات آشکاری در طول عمر افراد مختلف در سراسر جهان وجود دارد که تحت تأثیر عوامل ژنتیکی قرار دارند، بلکه به شدت تحت تاثیر عوامل خارجی مانند تولید ناخالص داخلی کشور قرار دارند.

طول عمر نیز یک ویژگی ارثی است، که تقریبا 23 به 26 درصد تغییر در طول عمر بین افراد ناشی از عوامل ژنتیکی است، در غیر این صورت شناخته شده به عنوان وراثت پذیری علاوه بر این، منطقی است که افزایش طول عمر یا بهبود سلامتی در زندگی شما که منجر به افزایش طول عمر می شود، شما را به جنس دیگر جذاب تر می کند و احتمال موفقیت تولید مثل را افزایش می دهد. بنابراین اگر این سه معیار تکاملی برای صفت طول عمر برآورده شود، چرا ما برای چندین سال بدون زندگی زندگی نمی کنیم؟

در 1952، متخصص زیست شناسی بریتانیا پیتر مدوور اولین تئوری تکاملی پیری را تشکیل داد، مدل تجمع جهش. این نظریه بر این واقعیت تأکید دارد که جهش هایی که توسط یک فرد به دست می آید، می تواند زودرس یا ابتدایی باشد. جهش های درمانی اولیه خود را در طول دوره ای که افراد به طور نسبی فعالیت می کنند آشکار می کنند، به طوری که هر گونه اثر جهش با انتخاب طبیعی انجام می شود. با این حال، انتخاب طبیعی "کور" به جهش های ناگهانی شروع می شود. جهش هایی که بعدا در زندگی شنیده می شوند، نمی توانند در برابر عقب ماندگی انتخاب شوند، اگر تولید مثل پیش از این اتفاق افتاده باشد و به نسل بعدی منتقل شود. بنابراین نیروی انتخاب با کاهش سن و باروری کاهش می یابد. این پدیده است شناخته شده به عنوان سایه انتخاب.


گرافیک اشتراک درونی


چرا تکامل با ناکارآمدی پیری مواجه نیست؟سایه انتخاب، نیروی کم انتخاب شده با کاهش سن و باروری است. منبع: فابیان و فلت، 2011

این نظریه به این دلیل کمک می کند که حیوانات را در اسارت تا سالها پس از آنکه حیوانات به طور طبیعی تجربه می کنند، دشوار کنند. هنگامی که محیط زیست آنها تغییر می کند و خطرات بقا از بین می روند، مانند اسارت، حیوانات می توانند تا سناریویی زندگی می کنند که جهش های انقباضی دیررس ممکن است خود را آشکار کنند. این اثر با غلظت جهش در اثر این درختان کوچک در این جمعیت های کوچک غلبه می کند. محافظه کاران با توجه به سطح بالایی از بیماری های مرتبط با سن، دچار مشکل می شوند، که با چنین میزان وحشی دیده نمی شود. یک پدیده مشابه وجود دارد مشاهده با افزایش بیماری های نورودنراتیوژیک در جمعیت های انسانی، همکاری با افزایش شدید زندگی ما در طول قرن گذشته.

مدل انباشت جهش در 1957 توسط جورج سی ویلیامز، زیست شناس تکاملی آمریکایی، زمانی که او توسعه یافته بیشتر در ارتباط بین جهش های زودهنگام و جهش های زودرس موثر است. جهش می تواند اثرات متعددی داشته باشد که خود را در انواع مختلف بافت و یا مراحل مختلف زندگی خود متفاوت نشان می دهند، یک پدیده ژنتیکی معروف به پلیرتروپی. هنگامی که جهش در تأثیرات متفاوتی در تناسب اندام در مراحل مختلف زندگی، به عنوان مثال در اوایل و اواخر زندگی، به عنوان شناخته شده است پلینیوتراپی آنتاگونیستی. ویلیامز تصریح کرد که اگر یک جهش در زندگی زودرس تاثیر بسزایی بر روی بقا و تکثیر داشته باشد، اما تأثیرات مرتبط با پیری در زندگی بعد، انتخاب بر نفع اولیه و غلبه بر این جهش در جمعیت است. این مدل تطبیقی-پوییوتروپوایی، پیری را به عنوان یک محصول غیرمخرب انتخاب برای بقا و تولید مثل در طول جوانان ارائه می دهد.

بنابراين مشخص شد که برخي صفات زودرس زندگي و بازتوليد، تغييرات تکاملي را در برابر اختلالات مرتبط با سن انجام دادند. با این حال، در 1977 زیست شناس انگلیسی انگلیسی، توماس کیکوود، این مفهوم را با آن توسعه داد یک مدل سوما یکبار مصرف، که پیشنهاد می کند تجارت تکاملی بین خود بقا و تکثیر. کرکوود استدلال کرد که در یک محیط با منابع محدود، هر فرد باید منابع را به سمت بقا یا تولید مثل اختصاص دهد. هنگام خرید یک ماشین جدید، آن را مانند انتخاب خودتان در نظر بگیرید. شما ممکن است یک ماشین جدید ورزشی پر جنب و جوش که از 0-100 کیلومتر / ساعت در 2.7 ثانیه می رود، از هیجان لذت ببرید و شاید گرفتن چشم برخی از شرکای آینده نگر در روند. اما این ماشین گران است، و شتاب و سرعت ماشین ممکن است بی خطر باشد.

همان مفهوم هزینه های باروری و خطرات در سراسر طبیعت مشاهده می شود. اینها عوامل است که گونه ها باید وزن خود را جبران کنند و با تلاش خود برای پیدا کردن یک همسر مناسب:

  • هزینه های جستجو: پیدا کردن همسر در بیابان های تولید مثل می تواند زمان و پول هزینه داشته باشد یا طبیعتا انرژی متابولیک و خطر ابتلا به آن را خرج خواهد کرد.
  • هزینه های حمل / پرورش: حاملگی و پرورش فرزندان به شدت گران است و همچنین آسیب پذیری والدین در برابر شکار را افزایش می دهد.
  • خطرات بیماری: تعامل با همسر می تواند منجر به بیماری های تماس با ریه شود؛
  • خطرات جفتگیری: انسانهای زن در معرض خطر بیشتر خشونت خانگی هستند نسبت به مردان انسانی، اما نقش ها را می توان در طبیعت تغییر داد، در حالی که زنانی از گونه های خاصی که پس از تولد مرد نابالغ را مصرف می کنند (به عنوان مثال زن نماز خواندن شریک زندگی خود را پس از جفت گیری می کند).

در حالی که تولید مثل می تواند هزینه ای باشد، اگر موفقیت آمیز باشد، هدف، ابزار را توجیه می کند. اما وقتی که می آید که کدام یک از این استراتژی ها افراد را استخدام می کنند، محیط زیست می تواند اهمیت زیادی داشته باشد. در یک تجربه از 2004، کریکت های مردانه در اسارت و پرورش سطح کم پروتئین به عنوان بخشی از رژیم غذایی آنها انجام شد. برای جذب همکاران بالقوه، کریکتهای مردانه پای خود را در برابر شکم خود قرار می دهند تا تماس هایی را که در شب می شنویم تولید کنیم. این نه تنها به صورت متابولیک هزینه دارد، بلکه هشدار به حضور خود را در برابر شکارچیان نیز دارد. مردان مبتلا به رژیم غذایی با غنی از پروتئین بالا و پروتئین با پروتئین بالا، این منابع را به سمت مصرف شبانه در معرض خطر نگهداری سلولی قرار دادند. این به کاهش طول عمر منجر شد، حتی در غیاب شکارچیان.

در نهایت، تکثیر نقطه مرکزی است که تکامل آن عمل می کند. تکامل انسان تأثیرات دیررس بر سلامت را که بعد از این پنجره تولید مثل ظاهر می شود، تأثیر می گذارد، به خصوص اگر به نفع افراد در سوء استفاده از زود هنگام آنها باشد. در زمینه محدودیت های زیست محیطی، فرد باید به طور موثر منابع را اختصاص دهد، ایجاد تعادل بین تولید مثل، ایمنی و سلامتی دراز مدت. در دراز مدت برای درمان پیری، پزشکی تکاملی دارای پتانسیل بیشتری برای درک ما از علل بیماری های انسانی است و هزینه های غیرقابل پیش بینی برای تخریب این فرایند بیولوژیکی ذاتی را روشن می کند.Aeon counter - حذف نکنید

درباره نویسنده

اردن پینلز یک دانشجوی دکترا در مهندسی زیست شناسی در موسسه مهندسی بیوانرژی و نانوتکنولوژی استرالیا در دانشگاه کوئینزلند در بریزبن است. او در حال تحقیق در مورد نانومواد پایدار گیاهی است.

این مقاله در اصل در ابدیت و تحت مجوز Creative Commons منتشر شده است.

کتاب های مرتبط

at InnerSelf Market و آمازون