Почему эволюции на руку человеческое старение
Сьюзанн Садедин (Suzanne Sadedin), Ph.D, эволюционный биолог через социальный сервис обмена знаниями Quora дала свой ответ на вопрос, о котором все задумывались хотя бы раз за свою жизнь: почему люди умирают?
Прежде чем дать довольно неочевидный ответ, почему все люди смертны, следует рассмотреть и опровергнуть наиболее популярные заблуждения на этот счет.
Миф первый: Мы умираем, чтобы освободить место для новых поколений.
Гены эгоистичны, а каждый организм – это хранилище генов. И эти гены выбираются так, чтобы способствовать их дальнейшему дублированию. Так как родители и потомство нуждаются в одинаковых ресурсах для выживания, смерть одного родителя освобождает место экологически лишь для одного потомка. При этом, каждый ген родителя с пятидесятипроцентной вероятностью будет передан потомку. Но при этом он стопроцентно воспроизведен в самом организме родителя, поскольку уже находится в нем. Поэтому, с эволюционной точки зрения, нет никакой выгоды для родителя умереть ради того, чтобы ему на замену пришел потомок.
Миф второй: Мы умираем, потому что наши клетки/ДНК со временем разрушаются.
Утверждать подобное равно тому, что сказать: «Плохие водители умирают из-за потери крови». Этот процесс – не что иное, как утонченный механизм смерти, а не эволюционная причина смертности. Наши соматические клетки (клетки, из которых состоит наш организм, не включая половые) действительно подвергаются некоторым изменениям в процессе деления. Эти мутации могут повредить или даже уничтожить клетки, что, конечно, не очень хорошо, но не является серьезной проблемой, так как мы всегда можем создать новые. Тем не менее есть более опасные мутации – те, которые помогают измененным клеткам выживать и распространяться. Именно так появляется рак, и так как риск подобной мутации увеличивается со временем, количество делений каждой клетки ограничено. После этого лимита клетка претерпевает старение и отмирает, однако гены, отвечающие за клеточное старение, также могут перестать работать. Таким образом, это лишь из один аспектов нашего старения: соматические клетки стареют, разрушаются и мутируют, вплоть до злокачественного состояния.
Тем не менее идея повреждения клеток/ДНК предполагает, что эволюция не может этому противодействовать, что является явной ложью. Показатели соотношения продолжительности жизни и раковых заболеваний неодинаковы у различных видов, однако это не связано с повреждениями клеток. Например, если принять во внимание размер тела и филогению (историю развития организмов), восстановление ДНК не коррелирует с продолжительностью жизни. Но при этом продолжительность жизни явно коррелируют с экологией: виды млекопитающих, которые, как правило, ведут рискованный образ жизни, умирают раньше (даже если их защитить от этих рисков).
С точки зрения геномики, ситуация выглядит еще более удручающе. Целый набор генов отвечает за сохранение нашего генома в его первоначальном виде. Например, ген Р53 выполняет роль «сторожа» – если в клетке слишком много мутаций, ген Р53 останавливает ее деление и включает восстанавливающий механизм. Если же клетку не удается восстановить, ген вынуждает ее самоуничтожиться. Мутации клеток, которые не удается устранить этому гену, ответственны примерно за половину заболеваний рака у людей. При этом есть целое семейство генов, связанных с Р53 у других млекопитающих, и некоторые работают намного лучше других. Две версии этого гена у землекопов, например, обеспечивают им абсолютную защиту от онкологических заболеваний.
По такому же принципу, некоторые органы организмов заживают и регенерируются, некоторые нет. Различные органы обладают различной способностью восстанавливаться у разных видов, так саламандра может отрастить себе новую конечность. Все это доказывает, что естественный отбор способен создавать организмы, которые могут исправлять повреждения клеток и ДНК, как и травмированные органы.
Так почему же эволюция не может решить эти проблемы для нас?
Эволюция может решить вопрос мутаций, однако она не может предотвратить смертность. Наши гены не могут защитить нас от смерти в результате тяжелых заболеваний и несчастных случаев, поэтому полагаться на отдельные организмы в вопросе сохранения генома не приходится. Единственный вариант эволюционно не допустить вымирание генов – это обеспечить их максимальное распространение посредством копирования генов у новой популяции.
Поведение генов базируется не на индивидуальных особенностях организма, а на статистике. Молодые люди, в среднем, меньше подвержены риску смерти. Таким образом, если бы у генов был выбор – вложиться в выживание и продолжение рода молодого человека или более взрослого, они, конечно, выбрали бы более молодой организм.
Довольно часто им действительно приходится выбирать. Например, на ранней стадии развития, нам необходимы гены, которые способствуют образованию новых клеток, однако в более зрелом возрасте это может стать большой проблемой. Некоторые гены регулируют подобные риски и фактически включают и выключают другие гены в течение нашей жизни. Из-за такого сложного механизма, подобные геномные скачки могут стать причиной серьезных «сбоев» в работе организма, и гены, которые изначально приносили пользу, станут причиной заболеваний. Примером может послужить болезнь Гентингтона – генетическое нарушение работы нервной системы, которое медленно разрушает мозг и приводит к летальному исходу. Обычно ему подвержены люди средних лет, однако замечено, что молодые люди с этим заболеванием имеют в среднем больше детей. Считается, что ген Гентингтона укрепляет иммунную систему за счет увеличения активности Р53, что делает людей более здоровыми и более фертильными.
С течением жизни нашим генам становится все более безразлично, что с нами происходит. После определенного периода шансы на выживание у человека настолько снижаются, что гены перестают заботиться об этом и сдерживать все разрушающие организм факторы.
Наиболее угнетающим при этом является то, как этот эффект усиливает сам себя. То есть чем выше вероятность, что вы можете умереть, тем меньше поддержки осуществляет вам ваш геном, и чем меньше поддержки он осуществляет, тем выше ваши шансы умереть. Так как это продолжается на протяжении всей нашей эволюционной истории, мы набрали достаточно негативных «катализаторов» смерти, нарушений, которые начинают действовать под конец нашей жизни. Геном человека пронизан ими, и большинство генов, вовлеченных в эти процессы, также являются частью нашего нормального развития и размножения.
Таким образом, смертность является эволюционной неизбежностью, которая может осуществиться множеством способов. И именно поэтому нет никакого ключа к вечной жизни.
Комментарии