なぜ進化論は老化の非効率性に対処しなかったのですか？ -InnerSelf.com

: By ジョーダン・ペネルズ

ご覧いただきありがとうございます InnerSelf.com、どこに〜がある 20,000+ 「新しい態度と新しい可能性」を促進する人生を変える記事。すべての記事は次のように翻訳されます 30以上の言語. ニュースレター登録 週刊発行の InnerSelf Magazine と Marie T Russell's Daily Inference に掲載されています。 InnerSelfマガジン 1985年から出版されています。

なぜ進化論は老化の非効率性に対処しなかったのか？ HelgiHalldórsson/ Flickr

生命は、絶え間ない物理学の混乱に対して、生物学の秩序と複雑さを抱いています。熱力学の第二法則、または熱力学の時間の矢は、どんな自然のシステムも常に無秩序の増大に向かう傾向があると述べています。生物学的老化は変わらず、死は避けられない。しかし、老化に関する最も解決されていない問題の1つは、進化の最適化推進力と避けられない身体の悪化との間の明らかなパラドックスです。我々が単細胞生物から進化してきた3.5 10億年を考慮して、なぜ生命は老化の非効率性に対抗しなかったのでしょうか？もっと正確に言えば、ダーウィンの進化の枠組みの中で、老化はどのように持続してきたのだろうか。

進化が起こるためには、最初に 遺伝的変異遺伝的および環境的要因から生じる測定可能な特徴（表現型）についての集団内の個体間の差。継承両親からその子孫までのこれらの遺伝的要因そして 繁殖の成功特定の遺伝的要因が、生き残って繁殖する個体の能力（すなわち、適応度）として現れるように。

この進化の枠組みの中で老化を考える。遺伝的要因の影響を受けているだけでなく、その国の国内総生産などの外的要因の影響も強く受けている、世界中のさまざまな個人間で寿命に明らかな違いがあります。

寿命は遺伝的要因によって引き起こされる個体間の寿命のばらつきの約23〜26パーセントで、遺伝的な形質でもあります。既知の遺伝率として。さらに、寿命を延ばすこと、または寿命を延ばすことで生涯にわたる健康状態が改善されることで、他の性別に対してより魅力的になり、生殖成功の可能性が高まることは理にかなっています。それでは、これら3つの進化的基準が長寿という特性を満たすために満たされたとしたら、私たちは何年もの間永遠に生きるのではないでしょうか。

1952では、イギリスの生物学者ピーターメダワールは、エイジングと呼んで、老化の最初の進化論を公式化しました。 突然変異蓄積モデル。この理論は、個体によって獲得された突然変異が早発型または遅発型であり得るという事実に依拠している。早期に作用する突然変異は、個体が生殖的に活動的である期間中に現れるので、突然変異が有するいかなる効果も自然選択によって作用されるであろう。しかしながら、自然淘汰は遅発性変異に対して「盲目」です。生殖がすでに起こっているならば、人生の後半でそれ自身を明らかにする突然変異を遡及的に選択することはできず、そして次世代に受け継がれる。したがって、選択の力は年齢と生殖機能の低下とともに減少します。この現象は既知の選択シャドウとして。

なぜ進化論は老化の非効率性に対処しなかったのか？選択の影は、年齢と生殖機能の低下に伴って選択力が低下することです。 出典：ファビアンとフラット、2011

この理論は、野生で自然に経験するよりも遅い年齢まで飼育下で動物を飼育することがなぜそれほど難しいのかに寄与しています。飼育下など、環境の変化や生存のリスクが高まると、動物は遅発性の変異が蓄積するような年齢まで生きることができます。この効果は、これらの小集団における近親交配による突然変異の集中によって誇張されています。保存主義者は、これらの加齢に伴う病気の高レベルへの対処が非常に困難であり、野生ではそのような割合では見られません。同様の現象がありました観測された人間集団における神経変性疾患の増加とともに、過去一世紀にわたる我々の寿命の劇的な増加と同時に発生している。

突然変異蓄積モデルはアメリカの進化生物学者ジョージCウィリアムズによって彼が1957で改良された精巧な早期作用型と遅発型変異の関係についてさらに詳しく。突然変異は、組織の種類や生活のさまざまな段階で異なる形で現れる複数の影響を持つ可能性があります。 多面性。突然変異が異なる人生の段階で、例えば初期と後期の間にフィットネスに反対の影響を与えるとき、それはとして知られています アンタゴニスト多面体。ウィリアムズは、ある突然変異が、早生での生存と繁殖に有益な効果をもたらすが、後年では負の加齢関連の影響を持つ場合、選択は早い利益に作用し、集団におけるこの突然変異を豊かにすると仮定した。この拮抗 - 多面発現モデルは、若さの間の生存および繁殖の選択の不適応副産物として加齢を提示する。

それで、生存と繁殖を改善したいくつかの初期の人生の特性が加齢関連の障害に対して進化的なトレードオフを持っていたことが確立されました。しかし、1977では、英国の生物学者Thomas Kirkwoodがこの概念を 使い捨て体細胞モデル、その提案する生存と生殖自体の間の進化的なトレードオフ。 Kirkwoodは、資源が限られている環境では、各個人が生存または繁殖のいずれかに向けて資源を配分しなければならないと主張しました。新しい車を買うときあなたの選択のようにそれについて考えなさい。あなたは0秒で100-2.7km / hから行く派手な新しいスポーツカーを購入するかもしれません、スリルを楽しんでください、そして多分キャッチその過程でいくつかの将来のパートナーの目。しかし、この車は高価であり、車の加速と速度は安全ではないかもしれません。

生殖コストとリスクの同じ概念は自然の中で観察されます。これらは適切な仲間を見つけるために彼らの努力の中で種が重量を量りそして争わなければならない要因です：

検索コスト：生殖荒野で相手を見つけるのは時間とお金がかかることがあります - あるいは、本質的には代謝エネルギーと捕食のリスクがかかります。
経費/飼育費用：妊娠と子孫の飼育は精力的に費用がかかるだけでなく、親の捕食に対する脆弱性も増します。
病気のリスク：仲間との相互作用は接触による病気につながる可能性があります。
交尾のリスク：女性の人間は男性よりも家庭内暴力のリスクが高いが、役割が逆になることもあり、特定の種の女性は疑いのない男性の交尾後の交尾をしている（例：女性）。カマキリ交尾後、彼女のパートナーを共食いします。

複製は費用がかかる可能性がありますが、成功した場合は、その手段が正当化されます。しかし、個人がどの戦略を採用するかということになると、環境は非常に重要になります。一つに実験 2004から、雄のフィールドクリケットは飼育下で飼育され、彼らの食事療法の一部として低レベルから高レベルのタンパク質を与えられた。潜在的なパートナーを引き付けるために、男性のコオロギは私達が夕方に聞くという呼びかけを作り出すために彼らの腹部に後ろ足をこする。これは代謝的に高価であるだけでなく、捕食者に彼らの存在を警告します。エネルギーに富んだ、高タンパク質の食事を与えられた男性は、細胞の維持を犠牲にして夜間の電話にこれらの資源を割り当てました。捕食者がいなくても、これは寿命の減少につながりました。

最終的には、生殖は進化が作用する焦点です。特にそれが彼らの初期の生活の搾取で個人に利益をもたらすならば、人間の進化はこの生殖時間枠の後に起こる健康に対する遅発性の影響を許します。環境的制約の文脈では、個人は資源を効果的に割り当てなければならず、繁殖、安全および長期的な健康の間に妥協点を見出す必要があります。加齢による治癒への動機において、進化医学は、なぜ人間の病気が発生するのかについての我々の理解を深め、この本質的な生物学的過程を破壊することによる予期せぬコストを解明する可能性を秘めている。