11 دسامبر 2023توسط Ökológiai Kutatóközpont
پویایی تکاملی پیری یک دوره از هدف باروری (سمت چپ) و یک تحقق احتمالی با یک سری واقعی از توالی های ژنوتیپ که آن را با جهش ردیابی می کنند (راست)، B تکامل ژنوتیپ میانگین باروری به سمت هدف متحرک در 4 دوره هدف (4000 نسل) ( نمودار بالایی) و میانگین شبکه نرخ پیری در طول این 4 دوره هدف در رژیم انتخاب جهت (نقاط پایین)، C تصاویر فوری متوالی از شبیه سازی با تولید مثل جنسی. ردیف بالا: فاز گذرا. ردیف پایین: فاز ثابت. مقادیر پارامتر مانند مقاله تحقیقاتی جدول 1. اعتبار: BMC Biology (2023). DOI: 10.1186/s12915-023-01716-w
رمز و راز پیری هزاران سال است که افراد را مجذوب خود کرده است و بسیاری مایل به انجام هر کاری برای توقف یا معکوس کردن این روند هستند، زیرا پیری معمولاً با زوال تدریجی اکثر عملکردهای بدن همراه است. در حالی که پیری بخشی طبیعی از زندگی است، زیست شناسان به طرز شگفت آوری درک کمی از ظهور این فرآیند در طول تکامل دارند.
روشن نیست که آیا پیری اجتناب ناپذیر است، زیرا موجوداتی وجود دارند که ظاهراً اصلاً پیر نمی شوند. علاوه بر این، پدیده ای به نام پیری منفی یا جوان سازی وجود دارد: برای مثال، عملکردهای حیاتی برخی از لاک پشت ها با افزایش سن بهبود می یابد.
محققان مؤسسه تکامل به رهبری آکادمیسین Eörs Szathmáry تلاش کرده‌اند تا اعتبار نظریه‌ای که قبلاً پیشنهاد شده بود اما هنوز اثبات نشده درباره پیری را اثبات کنند. این نظریه نشان می‌دهد که در شرایط مناسب، تکامل می‌تواند به تکثیر ژن‌های کنترل کننده پیری کمک کند.
این تحقیق در مجله BMC Biology منتشر شده است.
برای آزمایش این فرضیه، محققان از یک مدل کامپیوتری که خود توسعه داده بودند استفاده کردند. این مدل الگوریتمی است که قادر به شبیه‌سازی فرآیندهای بلندمدت در جمعیت‌های موجودات و ژن‌ها در شرایطی است که توسط دانشمندان کنترل می‌شود. اساساً با چنین مدل‌هایی می‌توان سناریوهای تکاملی را اجرا کرد و نتایج را در چند ساعت به جای میلیون‌ها سال به دست آورد. تحقیقات تکاملی مدرن بدون مدل سازی کامپیوتری غیر قابل تصور است.
سوال اساسی تحقیق ساده بود: آیا پیری معنایی دارد؟ آیا این کارکرد تکاملی دارد یا در واقع یک محصول جانبی تلخ و کشنده زندگی است؟
ساثماری می‌گوید: «اگر انتخابی برای پیری وجود داشته باشد، پیری می‌تواند یک عملکرد تکاملی داشته باشد. در تحقیقات ، هدف ما کشف این انتخاب بود. “طبق توضیحات کلاسیک، پیری در جمعیت ها حتی بدون انتخاب ظاهر می شود. به این دلیل است که افراد دیر یا زود بدون پیری نیز می میرند (در نتیجه بیماری یا حوادث)، بنابراین نیروی انتخاب طبیعی در جمعیت ضعیف تر می شود.
“این فرصتی را برای ژن هایی ایجاد می کند که تأثیر نامطلوبی بر افراد پیر دارند (در نتیجه باعث پیری می شوند).
در طول قرن گذشته، با استفاده از مکانیسم‌های بیولوژیکی مختلف، نظریه‌های تکاملی متعددی برای توضیح پیری اجتناب‌ناپذیر که کارکرد مثبتی ندارد، تدوین شد. چندین دانشمند این فرض را به عنوان واقعیت پذیرفتند، اما زمانی که موجودات غیر پیری کشف شدند، محققان بیشتر و بیشتر در مورد اجتناب ناپذیر بودن پیری تردید کردند و پیشنهاد کردند که شاید پیری بتواند مزایایی نیز داشته باشد.
ساثماری می گوید: «در جامعه زیست شناسی تکاملی پذیرفته شده است که نظریه های کلاسیک غیر انطباقی پیری نمی توانند همه الگوهای پیری طبیعت را توضیح دهند، به این معنی که توضیح پیری بار دیگر به یک سؤال باز تبدیل شده است.
تئوری‌های انطباقی جایگزین با پیشنهاد پیامدهای مثبت پیری راه‌حل‌هایی برای این مشکل ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، ممکن است در یک محیط در حال تغییر، پیری و مرگ برای افراد سودمندتر باشد، زیرا به این ترتیب رقابت که مانع بقا و تولید مثل می‌شود. نتاج سازگارتر با ترکیبات ژنی بهتر را می توان کاهش داد.”
با این حال، این سناریو تنها در صورتی صادق است که افراد عمدتاً توسط بستگان خود احاطه شوند. در غیر این صورت، در طول تولیدمثل جنسی، افراد غیر پیر ژن های بهتر (که برای محیط تغییر یافته مناسب تر است) را از اعضای جمعیت مسن “دزدیدند” و بنابراین پیری قابل توجه از بین می رود.
پس از اجرای این مدل، زیست شناسان دریافتند که پیری در واقع می تواند تکامل را تسریع کند. این در دنیای در حال تغییر سودمند است، زیرا سازگاری سریع‌تر می‌تواند ویژگی‌های کافی را سریع‌تر پیدا کند، در نتیجه از بقا و گسترش ژن‌های نسل حمایت می‌کند. این بدان معنی است که پیری می تواند به یک ویژگی سودمند تبدیل شود و توسط انتخاب طبیعی مورد علاقه قرار گیرد.
