Чому старіння не неминуче

Люди старіють поступово, але деякі тварини швидко проходять свій період старіння в кінці життя, в той час як інші не старіють взагалі, а деякі навіть можуть повернути цей процес назад. Різноманітність зразків старіння в природі має служити попереджувальним знаком для всякого, хто схильний до узагальнення, - особливо до узагальнення того, що старіння неминуче.

Бактерії розмножуються симетрично, простим поділом надвоє. Що може вважатися #xAB; старінням # xBB; у бактерій, якщо після розмноження немає відмінностей між батьком і дитиною? Найпростіші одноклітинні організми, наприклад амеба, теж розмножуються симетрично, але, що дивно, вони все одно придумали спосіб старіти. І навіть серед макроскопічних форм життя, життєві цикли організмів надзвичайно різняться, підлаштовуючись під місцеву екологію і частоту розмноження. Навряд чи це може бути результатом вселенського невідворотного процесу; в дійсності таке коригування під умови - ознака адаптації.

Чому старіння не неминуче

РАПТОВА СМЕРТЬ: Мухи-одноденки, як в цій купі, зазвичай швидко і раптово вмирають в кінці свого репродуктивного циклу. Фото: Фекундап Сток

Тривалість життя відрізняється від маленьких і великих #xAB; Мафусаїлів # xBB; (Мафусаїл - старозавітний персонаж, згідно з легендою, що прожив 969 років, його ім'ям часто нарицательно називають довгожителів, - прим. Newочём) до генетичних камікадзе, які помирають від весняного дня. Занурені в воду бабки живуть чотири місяці, дорослі мухи-одноденки - півгодини. Ми живемо близько 70-ти з гаком років, але меристеми гінкго можуть досягати мільйонів років. Цей розмах стає ще більш вражаючим, коли ми розуміємо, що генетична основа старіння широко распростренена серед різних видів: від дріжджових клітин до китів. Якимось чином однаковий генетичний механізм, успадкований від спільних предків під час зародження життя на Землі, перетворився і став виробляти життєві цикли, довжиною від годин (дріжджові клітини), до тисяч років (дерева секвої і осінообразний тополя).

Не тільки довжина життя, але і тип зносу за це временя значно різниться. Старіння може відбуватися в постійному темпі протягом усього життя (більшість ящірок і птахів), або може не бути ніякого старіння десятиліттях, а потім - раптова смерть (цикади і агави).

наш власний #xAB; внутрішній найманий вбивця # xBB; працює непомітно, як зла імператриця, отруйна свого чоловіка. Але у інших видів є внутрішні вбивці, які роблять свою справу швидше, а у інших, здається, взагалі немає генетичних програм смерті. Така різноманітність - вірний сигнал риси, сформованої природним відбором, а не непорушного закону ентропії.

Оскільки біомаркери старіння значно різняться від одного виду до іншого - більш того, від одного індивіда до іншого - важко придумати єдиний, універсальне визначення. Чоловік може передчасно посивіти, а дитинча голого землекопа може бути покритий зморшками. Однак для страхового статистика, є чітка відповідь на це питання, хоча він може подобається тільки статистику: старіння - це збільшення рівня смертності. Іншими словами, стаючи старше, тварина стикається з дедалі вищим ризиком смерті.

Наприклад, у двадцятирічного юнака 99.9% ймовірність дожити до свого двадцять першого дня народження. Іншими словами, його шанс смерті: 1 з 1000 на рік. Якби так і тривало, то у сорокарічного теж був би 1 з 1000 на рік шанс померти до свого сорок першого дня народження. Це ми б назвали #xAB; відсутністю старіння # xBB ;. Насправді, у сорокарічного шанс померти до свого сорок першого дня народження - 2 з 1000. Ця подвоюється за двадцять років смертність - доказ поступового старіння.

Далі - гірше. Ризик шістдесятирічного 10 з 1000, а для восьмидесятирічного - 60 з 1000.

Чому старіння не неминуче

Вірогідність померти не просто зростає, а зростає все швидше. Збільшення зносу або шансу померти з кожним наступним роком, що відбувається по досягненню зрілого, віку називається #xAB; прискореним старінням # xBB ;. Але у інших видів інші порядки. Імовірність смерті може збільшитися, а потім вирівнятися - це називається #xAB; сповільнення старіння # xBB; або навіть #xAB; плато смертності # xBB ;. Якщо ми будемо дотримуватися цього визначення старіння, то ми повинні сказати, що якщо ймовірність смерті не збільшується, вид взагалі не старіє. Це послідовно, хоча і дивно, що якщо ймовірність смерті знижується з року в рік, то вид старіє в зворотну сторону - це називається #xAB; негативним старінням # xBB ;.

Існує інша об'єктивна міра старіння - зниження фертильності. Якщо смертність - це ймовірність смерті, то фертильність - це ймовірність розмноження. Чоловіки втрачають фертильність поступово протягом дорослого життя. У жінок зниження фертильності відбувається більш швидко, і вона падає до нуля під час менопаузи. Але у різних видів різні послідовності і різні розклади. У деяких видів фертильність зростає під час більшої частини життя, у інших утворює #xAB, а від'ємне старіння # xBB ;.

Наприклад, черепаха Бландінг, вид коробчатой ​​черепахи, поширеною на Середньому Заході Америки, дорослішає повільно протягом десятиліть, і вона не росте, але її фертильність продовжує збільшуватися. Мабуть, її ризик померти також знижується з віком. З еволюційної точки зору втрата фертильності - первинна. З точки зору природного відбору, якщо ви не можете розмножуватися, то і жити вам нема чого.

Нам здається природним розділити види на що живуть довгий і короткий час, змішати в купу комах, які живуть день, і відокремити їх від дерев і китів, які живуть сотні років. Але більша частина цієї різниці може бути через розмір. Все, від зростання до розмноження і старіння, відбувається повільніше в громадині з повільним метаболізмом і тоннами тканин, які треба плекати. Тому бджола, що живе двадцять років, виробляє на нас більше враження, ніж живе двадцять років лось.

Чому старіння не неминуче

На графіках угорі представлені різні способи того, як тварини і рослини старіють в природі. Світла спадна лінія на кожному графіку - це крива виживання, а жирна крива під нею - фертильності. Спадний нахил лінії виживання означає, що все менше і менше індивідів залишається в живих з плином часу. Ці графіки побудовані таким чином, що пряма діагональна лінія нейтральна, вона означає відсутність старіння. Лінії, опуклі над діагоналлю, представляють нормальне старіння, а увігнуті під нею - зворотне старіння або #xAB; негативний старіння # xBB ;. Наприклад, лінія людей довгий час залишається плоскою, а потім різко спускається. Це означає, що багато людей проживають весь життєвий цикл, і їх смерті кластеризуються у віці 80 і 90 (статистичні дані були зафіксовані для сучасної Японії).

Але для тварин і рослин в двох нижніх рядах показники смерті є стійкими. Криві черепах і дубів вирівнюються. Це означає, що вони рідше вмирають в старості, ніж в молодості, що є зворотним старінням.

Жирна лінія, що представляє фертильність, проста. Фертильність може збільшуватися при зростанні тварини або рослини в розмірі, або може знижуватися з репродуктивним старінням, наприклад, з менопаузою. Зауважте, що всі тварини в верхньому ряду втрачають фертильність задовго до смерті. Це створює еволюційну загадку1.

На цій діаграмі крива виживання - пряма діагональ, що збігається з відсутністю старіння, наприклад як у гідри або рака-самітника. (Гідра схожа на прісноводну медузу довжиною в півсантиметра, мешкає в ставках.) Всі тварини в верхньому ряду демонструє #xAB; даний старіння # xBB; - для них ймовірність смерті збільшується з ростом. На наступних двох рядах розташовані рослини і тварини, які не старіють або старіють навпаки. В останньому випадку, чим вони старші, тим менше ризик смерті. Це характерно для більшості дерев, і черепахи йдуть цим же зразком, так само як молюски та акули (не представлені).

Нижня жирна крива - це фертильність. Тварини в верхньому ряду перестають розмножуватися задовго до можливої ​​загибелі. Це створює еволюційну загадку для ортодоксальних неодарвіністи: якщо єдина мета природного відбору - максимізувати розмноження, то чому тоді еволюція дозволяє репродукції впасти до нуля, хоча багато хто після цього залишаються в живих? Зростаюча крива фертильності вказує на те, що розмноження з віком збільшується, що є іншим видом негативного старіння. Якщо задуматися про те, що дерево з кожним роком зростає все більше, не дивно, що з віком воно виробляє більше насіння. Іспанська гірська квітка, представлений в третьому ряду, - це Borderea pyrenaica, що росте на скелястих обривах Піренейських гір. Якщо його не турбувати, воно може жити до 300 і більше років без ознак старіння: але зауважте, що фертильність не починати розвиватися до 20 років.

Посил цієї діаграми в тому, що природа може робити зі старінням (або не-старінням) все, що їй заманеться. Можливий будь-який масштаб, будь-яка форма, і кожен вид витончено пристосований до своїх екологічних умов. Без обмежень.

Це не кінець статті, є так само продовження але не наважився викласть бо інформації за один раз більш ніж достатньо.

Взято а так само продовження: Newочем

Схожі статті