Жизнь противопоставляет порядок и запутанность биологии непрерывному хаосу физики. Второй закон термодинамики, или термодинамическая стрелка времени, гласит, что любая естественная система всегда будет стремиться к увеличению беспорядка. Биологическое старение ничем не отличается, что делает смерть неизбежной. Однако одним из наименее решаемых вопросов старения является очевидный парадокс между оптимизирующим стремлением к эволюции и неизбежным ухудшением состояния тела. Учитывая 3,5 миллиарда лет, в которые мы развились из одноклеточных организмов, почему жизнь не противодействовала неэффективности старения? Или, точнее, как старение сохранилось в дарвиновских рамках эволюции?
Чтобы эволюция произошла, сначала должно быть генетическая вариация, разница между людьми в популяции для измеримой характеристики ( фенотипа ), возникающей из генетических факторов и факторов окружающей среды; наследство из этих генетических факторов от родителей к их потомству; а также дифференциальный репродуктивный успех, так, что определенные генетические факторы проявляются в способности человека выживать и размножаться ( т.е., пригодность ).
- В мире наблюдается очевидное изменение продолжительности жизни у разных людей, на которое влияют генетические факторы, но также сильно влияют внешние факторы, такие как валовой внутренний продукт страны.
Продолжительность жизни также является наследственным признаком: приблизительно от 23 до 26 процентов различий в продолжительности жизни между людьми, вызванных генетическими факторами, в противном случае известный как наследственность. Более того, имеет смысл, что увеличение продолжительности жизни или улучшение здоровья в течение жизни, приводящее к увеличению продолжительности жизни, сделает вас более привлекательным для другого пола, и увеличьте вероятность репродуктивного успеха. Итак, если эти три эволюционных критерия были выполнены для черты долголетия, почему бы нам не прожить неосведомленное количество лет?
В 1952 году британский биолог Питер Медавар формализовал первую эволюционную теорию старения, назвав ее модель мутации-аккумуляции. Эта теория опирается на тот факт, что мутации, приобретенные человеком, могут быть ранними или поздними. Мутации раннего действия проявляются в период, когда люди репродуктивно активны, так что любой эффект мутации будет зависеть от естественного отбора. Тем не менее, естественный отбор является ‘ слепым ’ к мутациям с поздним началом. Мутации, которые проявляются в более позднем возрасте, не могут быть задним числом отобраны, если воспроизведение уже произошло, и переданы следующему поколению. Следовательно, сила отбора уменьшается с возрастом и репродуктивным снижением. Это явление известный как тень выбора.
Эта теория объясняет, почему так трудно разводить животных в неволе на несколько веков позже, чем они, естественно, испытали в дикой природе. Когда их окружение меняется и риски выживания повышаются, например, в неволе, животные могут дожить до возраста, когда могут проявиться накопленные мутации с поздним началом.
Хотя воспроизведение может быть дорогостоящим, если вы добились успеха, цель оправдывает средства. Но когда дело доходит до того, какую из этих стратегий используют люди, среда может иметь большое значение. В одном эксперемент с 2004 года самцы полевых сверчков выращивали в неволе и кормили низким или высоким содержанием белка в рамках своего рациона. Чтобы привлечь потенциальных партнеров, сверчки-самцы втирают задние лапы в живот, чтобы вызвать призыв, который мы слышим вечером. Это не только метаболически дорого, но и предупреждает их присутствие хищникам. Мужчины, которых кормили богатой энергией диетой с высоким содержанием белка, выделяли эти ресурсы на ночные звонки в ущерб клеточному обслуживанию. Это привело к снижению продолжительности жизни даже в отсутствие хищников.
В конечном счете, воспроизведение является центром, с помощью которого действует эволюция. Эволюция человека допускает поздние воздействия на здоровье, которые возникают после этого окна размножения, особенно если это приносит пользу людям в их ранних жизненных подвигах. В контексте экологических ограничений человек должен эффективно распределять ресурсы, создавая компромиссы между воспроизводством, безопасностью и долгосрочным здоровьем. Стремясь к излечению от старения, эволюционная медицина может способствовать нашему пониманию того, почему возникают человеческие заболевания, и выявить непредвиденные затраты на подрыв этого внутреннего биологического процесса.