Старение и смерть – ошибка эволюции?

Существует несколько теорий старения и смерти человека. Некоторые учёные считают, что старение и смерть «запрограммированы» в ДНК, а другие уверены, что увядание организма - это результат накопления в клетках побочных продуктов обмена веществ. Если это так, почему некоторые животные стареют значительно медленнее. Так самки черепахи кладут яйца и в 100 лет, в то время, как человек может родить и выносить ребёнка только до 50 лет. Некоторые киты живут до 200 лет, а моллюски до 400 лет. Почему же тогда «венец природы» – человек живёт только 80 лет? Научная группа Стэнфордского университета биологии во главе с профессором Стюартом Кимом решила оспорить общепризнанную теорию старения человека, согласно которой каждый представитель вида Homo sapiens увядает вследствие накопления побочных продуктов обмена в клетках и тканях организма.

Любые обменные процессы в клетке управляются ДНК, а значит, воздействуя на определённые участки ДНК можно повлиять на характер и интенсивность клеточных обменных процессов, в итоге меняя продолжительность жизни человека. Это возможно, если общепризнанная теория старения человека верна. У общепризнанной теории процессов старения есть много противников. В самом деле, если разобраться получается, что старение и смерть «запрограммированы» на генетическом уровне, что противоречит теории эволюции, так как основным вектором естественного отбора эволюции является увеличение количества жизнеспособного потомства вида, которое в итоге оставит своё потомство. То есть, чем больше в течение жизни родительский организм оставит живых потомков, тем более успешной оказывается его жизненная стратегия, а чтобы оставить больше потомков родительский организм должен как можно дольше жить, сохраняя свою плодовитость. Значит, более эволюционно-развитые виды живых организмов должны жить больше, что в реальности не наблюдается. Отсюда следует вывод, что старение и смерть «не запрограммированы» на уровне ДНК иначе бы в ходе эволюционного естественного отбора высокоразвитые организмы избавились бы от этого «недостатка».
Согласно другой конкурирующей теории, старение и смерть организма происходит в результате накопления в клетках побочных продуктов обмена, радикалов, токсинов, повреждений ДНК и нарушении её процессов репликации. Процессы клеточного обмена веществ у всех животных практических одинаковы, а значит, продолжительность жизни всех животных должна быть приблизительно равна, что в реальности не так. Кроме того, процессы накопления побочных продуктов обмена в клетке, по сути, являются недостатками обмена вещества, которые могли бы исчезнуть в ходе постоянного эволюционного совершенствования организмов. Неужели загадка смерти кроется в чём-то другом?

Научная группа Стэнфордского университета под руководством Стюарта Кима изучала процессы старения на нематодах (C. elegans). Нематоды были выбраны не случайно, их удобно препарировать, они имеют небольшое количество генов, а главное имеют небольшую продолжительность жизни (около 2-ух недель). Одним словом это почти идеальные организмы для изучения процессов старения.
Сравнивая на клеточном уровне между собой молодых и старых особей нематод, исследователи обнаружили возрастные изменения на уровне 3-ёх факторов транскрипции. Эти факторы «включают» и «выключают» тот или иной участок ДНК при трансляции нуклеотидной последовательности. Наблюдая за «включенными» генами, учёные обнаружили различия в их активности у молодых и старых организмов, их активность была обусловлена факторами транскрипции (особенно elt-3), количество которых увеличивалось в клетках стареющих организмов. Чтобы убедиться, что эти молекулы не являются продуктами «износа» клетки исследователи ускоряли процессы старения нематод, помещая их в неблагоприятные условия (высокая температура, радиация, болезни), но, ни один из стрессов не оказывал никакого влияния, ни на «включённые» гены, ни на факторы транскрипции. Выходит, что старение организма вызывают эти самые факторы трансляции, количество которых с возрастом увеличивается, причём их увеличение никак не связано с побочными продуктами обмена веществ. «Это эволюционная ошибка, от которой живые организмы не могут избавиться в ходе естественного отбора, так как она начинает давать о себе знать слишком поздно, когда потомство появляется на свет» - резюмирует Ким. Так это или нет покажут последующие исследования.

Источник: dailygalaxy.com


От себя:
Мне кажется, что процессы старения всё-таки могут быть «запрограммированы» на уровне ДНК, так как старение и смерть – это необходимые элементы дальнейшего совершенствования каждого вида в условиях ограниченности ресурсов природной среды.
Теперь о продолжительности жизни. В статье ставился вопрос, почему более эволюционно-продвинутые животные, такие как млекопитающие, живут меньше, чем рептилии (например, черепахи). На основании чего делается вывод, что продолжительность жизни животного не может быть запрограммирована на уровне ДНК, так как в ходе естественного отбора более совершенные животные организмы избавились бы от этого «недостатка». Я считаю, что популяции и экосистемы функционируют как единый организм и продолжительность жизни любого живого организма зависит от интенсивности его обмена веществ, а также биомассы его конкретной популяции. Это своего рода эволюционное приспособление, чтобы популяция каждого вида, проживая в определённых условиях окружающей среды, развивалась, не страдая от нехватки ресурсов. В качестве примера, у мышей обмен веществ гораздо быстрее, чем у черепах, а значит, на единицу массы им требуется больше пищи (ресурсов), при относительно высокой плодовитости они должны жить меньше, чем более «отсталые» в эволюционном плане черепахи. Возьмём морскую криль, биомасса, которой огромна. Если бы эти организмы обладали большой продолжительностью жизни, то морские экосистемы «затрещали бы по швам». Человек тоже не является исключением. Эволюция отмерила нам столько лет жизни тоже не зря. Именно с такой продолжительностью жизни первобытный Homo sapiens не должен «перегружать» окружающую среду. Но «природа с человеком немного ошиблась» (спорить о появлении человека не будем), у Homo sapiens появился мозг, благодаря которому человек посредством техносферы, потребляя ресурсы, может оказывать на окружающую среду значительный «прессинг», выводя природные экосистемы из равновесия ПОКА без особого вреда для своей численности.
А.В. Егошин

По теме:
- Что ожидает человечество?