По мнению молекулярного биолога Джона Тауэра из Университета Южной Калифорнии, жизнь, по-видимому, требуетнекоторой степени нестабильности. В биологии существуют законы, которые описывают общие принципы организации и могут помочь нам лучше понять сложные жизненные процессы. Хотя эти правила могут быть менее строгими, чем законы математики или физики, они помогают нам осознать тенденцию жизни к сохранению материалов и энергии, что обеспечивает стабильность.
Правило Аллена, сформулированное в 1877 году, гласит, что в более холодных районах теплокровным животным требуются более крепкие конечности с меньшей площадью поверхности для сохранения тепла тела, а в теплых районах — наоборот. Но, как и везде, в биологии всегда есть исключения, например коротконогие кустарниковые собаки, обитающие в Центральной и Южной Америке, или обыкновенная лягушка.
Еще один пример биологических «правил» включает в себя повторяющиеся структуры, подчиняющиеся математическим степенным законам при увеличении размеров, такой как расширяющаяся спираль раковины наутилуса. Эти закономерности встречаются в различных биологических системах и рассматриваются как стратегии, способствующие экономии энергии и материалов. Второй пример, основанный на эффективности и энергосбережении, — пчелы, которые строят шестиугольные соты.
Читать также
Российский ChatGPT: напишет за вас профессиональное письмо инвесторам, покупателям или заказчикам
Идея Тауэра заключается в том, что в природе есть структуры, которые изменяются и не всегда сохраняют свою форму, хотя это может казаться неэкономным. Но он считает, что такие изменения иногда очень важны для выживания живых организмов, потому что помогают им приспосабливаться к изменяющимся условиям в окружающей среде. Таким образом, нестабильность может также иметь свои преимущества в биологических системах, помогая им развиваться и адаптироваться.
Тауэр объясняет, что концепция «избирательно выгодной нестабильности» способствует увеличению сложности биологических систем, что, в свою очередь, имеет потенциальные преимущества. Эти преимущества включают способность систем изменяться и адаптироваться на всех биологических уровнях — от молекул до популяций. Он отмечает, что даже самые простые клетки постоянно обновляют свои белки и РНК с помощью ферментов, что показывает, насколько важна нестабильность для жизни.
Хотя требование нестабильности приводит к потере энергии и ресурсов, а также к накоплению генетических мутаций, которые могут иметь как вредные, так и безвредные последствия. Таким образом, мы сталкиваемся с биологическим старением. Тем не менее нестабильность и ее конечные недостатки необходимы для того, чтобы жизнь смогла эффективно адаптироваться и процветать в изменчивом окружающем мире.
Противоречие между стабильностью и нестабильностью представляет собой один из основных аспектов нашей жизни, требующий непрерывного нахождения компромиссов. Исследования в этой области показывают, что нестабильность может играть важную роль в создании сложных структур и явлений.
А другое новое исследование показало, что диета может влиять на сложные механизмы старения и когнитивное здоровье. Это означает, что более здоровая диета снижает риск деменции и замедляет темпы старения.