В XIX веке немецкий биолог Август Вейсман утверждал, что механизм жизни неизбежно изнашивается со временем. Смерть возникла "для нужд вида", утверждал он. Ученые отсеивали слабых, старых особей, чтобы они не могли конкурировать с молодыми.
Это объяснение никогда не имело смысла для Джорджа Уильямса, американского биолога-эволюциониста. Естественный отбор действует только на гены, которые передаются из поколения в поколение. То, что происходит в конце жизни животного, может никак не повлиять на ход эволюции.
Уильямсу пришло в голову, что старение может быть неизбежным побочным эффектом естественного отбора. В 1957 году он предложил новую теорию: генетические мутации, повышающие плодовитость животного, могут оказаться губительными и на поздних этапах жизни. На протяжении многих поколений эти мутации будут создавать бремя, которое в конечном итоге приведет к смерти.
Новое исследование подтверждает теорию Уильямса, используя фрагмент человеческой ДНК. Исследователи обнаружили сотни мутаций, которые могут повысить фертильность молодого человека и связаны с телесными повреждениями в дальнейшей жизни.
Небольшие исследования, проведенные в прошлом, уже оказали некоторую поддержку теории Уильямса. Например, в 2007 году группа исследователей, изучавших крошечного червя, обнаружила пару мутаций, которые удлиняли жизнь существа, но при этом снижали среднее число потомков.
Но Цзяньчжи Чжан, эволюционный биолог из Мичиганского университета, не был удовлетворен этими экспериментами. "Это конкретные исследования", - сказал он. "Мы не знаем, много ли таких мутаций во всем геноме".
Доктор Чжан обратился к Биобанку Великобритании - базе данных, содержащей генетический материал полумиллиона британских добровольцев, а также информацию об их здоровье и жизненном опыте. Биобанк позволил ученым выявить тонкие связи между генетическими вариациями и тысячами признаков, таких как высокое кровяное давление, шизофрения и привычка к курению.
В сотрудничестве с доктором Эрпингом Лонгом, медицинским исследователем, работающим сейчас в Китайской академии наук, доктор Чжан изучил базу данных в поисках информации о репродукции и продолжительности жизни. Исследователи обнаружили, что генетические вариации, связанные с рождаемостью, например, количество детей у добровольцев, также связаны с меньшей продолжительностью жизни.
Более того, варианты, благоприятствующие размножению, почти в пять раз чаще влияли на продолжительность жизни, чем варианты, не имеющие отношения к размножению. А варианты, благоприятствующие размножению, гораздо чаще оказывали негативное влияние на продолжительность жизни.
Доктор Чжан и доктор Лонг также обнаружили, что у добровольцев с более благоприятными для размножения вариантами шансы дожить до 76 лет были несколько ниже. В совокупности все эти результаты говорят о том, что Джордж Уильямс был прав и что старение - это, по сути, побочный эффект влияния естественного отбора на рождаемость. "Все они указывают в одном направлении", - говорит доктор Чжан.
Он и доктор Лонг также нашли доказательства того, что эта эволюция не прекратилась в далеком прошлом. У людей, родившихся в 1965 году, в базе данных было больше вариантов, благоприятствующих репродукции, чем у людей, родившихся в 1940 году.
Идея о том, что варианты рождаемости сокращают продолжительность жизни, может показаться парадоксальной, учитывая, насколько дольше живут люди в наши дни.
Доктор Чжан отметил, что каждая из выявленных им и доктором Лонгом мутаций оказывает незначительное влияние на продолжительность жизни человека. По мере того как эти варианты становились все более распространенными, существенно менялась окружающая среда: улучшение питания и лекарственные препараты снизили детскую смертность и помогли большему числу людей достичь более зрелого возраста.
Стивен Остад, эксперт по проблемам старения из Университета Алабамы в Бирмингеме, который не принимал участия в исследовании, сказал, что обнаружение влияния этих вариантов, несмотря на увеличение продолжительности жизни, делает результаты еще более впечатляющими.
"Закономерность настолько сильна, что она проявляется в этих серьезных изменениях в истории нашей жизни в наше время", - сказал он.