الشيخوخة - برنامج

"الأقوى على قيد الحياة" - تدعي جميع أنواع "سادة الحياة" بشكل مثير للشفقة ، مما يشوه المعنى الأصلي لفكر داروين.

كان داروين يفكر في ذلك ، كما يشرح لنا علماء الأحياء التطوريون: "إن الأصلح يبقى على قيد الحياة".

تتكيف مع ماذا؟ إلى أقصى حد الاستنساخ في الظروف الحالية. من هو هذا "المناسب"؟ شخص واحد أو أرنب؟ لا بالطبع. لن يعيش الفرد بأي شكل من الأشكال. مجموعة الجينات التي خلقت أكثر الأرانب "تكيفًا" باقية. الشخص الذي سيتفوق على إخوته في تزويد جيناتهم بأقصى قدر من البقاء من خلال إنشاء أكبر عدد ممكن من النسخ منها.

وما هو "البقاء الأقصى"؟ ما هي المعلمة التي سوف نقوم بتكبيرها؟ تخبرنا نظرية اللعبة: "إنه لذوقك". هل تريد الحد الأقصى المحلي لنسخك في وقت معين؟ تلقي وتوقيع. فقط لا تشكو أن آه ، كيف السعادة عابرة بعد أن نفد نفاد الموارد.

هل تريد العيش بسعادة بعد ذلك؟ أي ، لتعظيم المساحة تحت منحنى النسخ الخاصة بك في الوقت المناسب؟ ثم كن لطيفًا لتعلم كيفية التحكم في استهلاك الموارد بواسطة أدوات النسخ ، أو على الأقل منحهم مهارات الانتظار لفترات طويلة من الظروف المعاكسة. ومن الأفضل ذلك ، وآخر.

ولكن الأكثر أناقة هو تنمية فكرهم حتى يبدأوا هم أنفسهم في السيطرة على سكانهم من أجلك ، ويخططون لاستهلاك مواردهم ، ويبتكرون طرقًا أكثر فاعلية للحصول على هذه الموارد. يمكن لمثل هذه النسخ أن تنتج ما يصل إلى 7.5 مليار من تعاونيات الجينات ، 30-40 تريليون نسخة لكل منها. بالنسبة للبكتيريا ، هذا بالطبع أرقام سخيفة ، ولكن بالنسبة إلى حقيقيات النوى ، فهو مؤشر تمامًا.

صحيح أن الذكاء ينمو لفترة طويلة ، وهناك فرصة لعدم النمو ، كما أخبرنا النياندرتال. هذا كل شيء: إذا قررت ، بصفتك شابًا تعاونيًا جريئًا ومبتدئًا ، استخدام طريقة "تريليون المكاك على الآلات الكاتبة" لتقليد القدرة على التفكير في الناسخات الخاصة بك ، فعند ذلك حتى تصبح الكود الخاص بك جاهزًا للإنتاج ، يتم التحكم في عدد هذه أجهزة النسخ التجريبية نفسها. ثم صابروتين آخر يسمى ثمرة ومضاعفة () من ذلك ويتطلع إلى محاولة وضع / dev / null كل جهودك. لذلك ، كان على "الجينات والأبناء" التعاونية أن تشحذ أولاً القدرة على عدم السماح لمخلوقاتهم بالموت أو التكاثر بشكل كبير. لماذا وضع أولاً آليات للسيطرة على تدفق السكان وتدفقهم . بعد أن تعلمت التحكم في تدفق الأفراد عن طريق إيقاف التكاثر ، ويكون التدفق من خلال التظاهر الحاد إما حادًا كما هو الحال في سمك السلمون ، أو سلسًا كما في حالتنا مع الماوس.

هل موت سمك السلمون السلمي مبرمج؟ أعتقد أن أي شخص تقريبًا في هذا الموضوع يعترف بنعم. ولكن حول ما إذا كانت مبرمجة معنا ، هناك جدل ساخن.

هذه الكلمة المخيفة هي "برنامج"

ما الذي يميز البرنامج عن غير البرنامج؟ كل شيء بسيط للغاية هنا. البرنامج هو عندما تحدث التغييرات عن قصد. Nonprogram - عندما عشوائيا عشوائيا.

بعد كل شيء ، لا أحد يدعي أن تكوين الجنين عرضي. أو أن هذا البلوغ هو عملية عشوائية. لا ، كل شيء مبرمج بوضوح: المراحل ، التواريخ. وهذا هو السبب في أننا لا نلاحظ الرضع الناضجين جنسياً أو النساء البالغات من العمر 80 عامًا أثناء الولادة ، كما ينبغي إذا كانت عمليات عشوائية. وإذا كانت طبيعة الشيخوخة عشوائية ، فلماذا تعيش بعض الأنواع الحيوانية لعدة أيام ، والبعض الآخر لمئات السنين؟ في الواقع ، بالنسبة لعمليات عشوائية مماثلة ، فإن التوزيعات الإحصائية المماثلة لنتائجها مميزة أيضًا. ولكن لسبب ما ، تختلف معلمات هذه التوزيعات بشكل كبير حتى بالنسبة للأقارب المقربين مثل الفأر (2-3 سنوات من العمر) ، السنجاب (10-12 سنة) والفأر الخلد العاري (30 سنة):


علاوة على ذلك ، في الحيوانات الاجتماعية ، يمكن أن يختلف العمر حسب ترتيب الحجم حتى في التوائم مع الحمض النووي المتطابق. يعيش الرحم 20-40 مرة أطول من الفرد العامل.

إلى جانب ذلك ، نعلم أن الأنواع المختلفة جدًا لها آليات جزيئية مشتركة للشيخوخة. هذا الديدان ، الثدييات - على سبيل المثال ، سلسلة سيئة السمعة من عامل النمو الشبيه بالأنسولين (IGF-1) ، والذي يساعد الجسم أولاً على النضج ، ثم يموت. علاوة على ذلك ، فإن معدل الشيخوخة يختلف تمامًا: يعيش الديدان الخيطية 2-3 أسابيع ، والفأر 2-3 سنوات. وهذا أيضًا لا يتناسب جيدًا مع فرضية الطبيعة العشوائية للتغيرات المرتبطة بالعمر.

علاوة على ذلك ، يتفق جميع أخصائيي الشيخوخة على أن القدرة على إصلاح الضرر وتنظيف الحطام في أجسامنا تتناقص مع تقدم العمر. وأن هذا الانخفاض بالتحديد هو الذي يؤدي إلى تراكم أحدهما والآخر ، وفي نهاية المطاف حتى الموت - أي أن الجميع يتفق على أن عملية التدهور هذه هي السبب الرئيسي لشيخوخةنا.

العائق الوحيد هو ما إذا كان هذا الانخفاض المرتبط بالعمر عرضيًا أو هادفًا؟ يبدو لي أن جميع البيانات تشير إلى أن دور الصدفة في هذه العملية ضئيل. من سن 15 ، نرى كيف يدمر الجسم عن قصد الغدة الصعترية عن عمد ، من 25 - دماغنا ، من 45 - عضلاتنا ، ومن 60 - عظامنا. ونفس العمليات ، التي تسارعت 20-30 مرة فقط ، نلاحظها حتى في الفئران. والاعتقاد بأنهم جميعا عشوائيون أمر صعب للغاية.

أين جينات الشيخوخة؟ من يتحكم في هذه العملية؟

لقد كتبت بالفعل عن الآلية الرئيسية للتحكم ومزامنة العمليات الهامة في الجسم - علم الوراثة اللاجيني. مع التقدم في العمر ، يتغير الأمر بالنسبة للجميع - "ساعة اللاجينية" تتنبأ تمامًا بعصرنا البيولوجي ، وحقيقة أن التراجع الدوري لهذه الساعات اللاجينية عن طريق عوامل ياماناكي التي تطيل عمر الفئران تؤكد هذه الفرضية بالنسبة لي.

من يحدد إيقاع هذه الساعات ويدفعها إلى الأمام؟ على الأرجح دماغنا. وبشكل أكثر تحديدًا ، ما تحت المهاد مع الغدة النخامية ، استنادًا إلى الإيقاعات اليومية من الغدة الصنوبرية. فيما يلي دراسة مثيرة للاهتمام توضح كيف يسبب الإجهاد من خلال هرمونات الكورتيكوستيرويدات تغيرات جينية في الأطفال بعمر 5 سنوات ، على غرار تلك التي نراها مع الشيخوخة الطبيعية. من ينتج الكورتيزول؟ محور الغدة النخامية - الغدة النخامية - الكظرية. وتؤكد الدراسة المذكورة أعلاه جيدًا دور علم الوراثة اللاجيني في تنفيذ برنامج الشيخوخة - الإجهاد يسرعه ، تتراجع عوامل Yamanaki.

علاوة على ذلك ، نرى مدى تشابه هذه العمليات مع جميع الكائنات الحية. الديدان الخيطية لا يزال لديها نظام الغدد الصماء البدائي - في الواقع ، أساسيات محور المهاد والغدة النخامية. وهذا المحور هو الذي يتحكم في نموهم وتطورهم . إذا كان هناك نقص في الغذاء ، فإنه يتحول إلى نظام غير الشيخوخة - مرحلة dauer ، حيث يمكن أن تبقى الديدان الخيطية لأشهر ، ثم تشغيل عملية النمو مرة أخرى ، وتنضج الدودة وتتكاثر وتموت في أسابيعها القياسية.

بالمناسبة ، تذكر سلسلة تعاقب عامل النمو الشبيه بالأنسولين (IGF-1)؟ هذا أيضًا أحد الجينات المتقادمة. في الديدان الخيطية ، يطلق عليه daf-2 . أطالت الضربة القاضية له (إزالة) حياة الديدان الخيطية 10 مرات ، وإلى الفئران - بنسبة 2. وهذا الشلال قديم جدًا تطوريًا ، مجرد نجم (آسف) - يوجد في الخميرة والديدان الخيطية ولدينا .

في هذه الحالة ، بالطبع ، ما زلنا لا نفهم بشكل كامل جميع آليات هذه العمليات. إذا فهمنا (أو بالأحرى ، متى) ، فسيتم حل جميع المناقشات حول طبيعة الشيخوخة. بالنسبة إلى السؤال "أين هو البرنامج" ، ستكون هناك إجابة محددة: هنا ، الجينات هي كذا وكذا ، آليات التحكم فيها هي كذا وكذا ، معلمات الإدخال - هنا ، الخوارزمية هي كذا وكذا.

كيف تختبر فرضية الشيخوخة المبرمجة؟

لدي نهج بسيط للغاية وتطبيقي هنا: إذا كانت فرضية برنامج الشيخوخة تسمح لنا بإيقاف هذا الشيخوخة أو على الأقل تمديد حياتنا 10 مرات ، فسيكون هذا أكثر من كافٍ بالنسبة لي. حتى الآن ، لم تجد أي فرضية أخرى وسيلة لإطالة الحياة أفضل من المجاعة ، وبالنسبة للرئيسيات ، فهي غير فعالة .

فرضية أخرى: إذا كان الشيخوخة برنامجًا ، فيجب أن يكون لديه بعض الآليات الرئيسية التي تغير المعلمة الرئيسية للبرنامج - متوسط ​​العمر المتوقع. بالتأثير على هذه الآليات ، يجب أن نرى التأثير على نتائج البرنامج. كما تظهر نتائج إطالة الحياة في بعض الأحيان بمساعدة خروج المغلوب من جينات النمو / الشيخوخة على الديدان الخيطية والفئران.

كيف شحذ التطور آليات الشيخوخة؟

لا أدري ، لم أحمل شمعة. سأقدم فقط افتراضًا حذرًا بأن الشيخوخة قبل مليارات السنين لم تكن كذلك. كما لا يلاحظ ، على سبيل المثال ، في الفيروسات. ولكن في مرحلة ما نشأت في كائنات وحيدة الخلية وأعطتها ميزة البقاء على قيد الحياة عن طريق منع انقراضها بسبب الاكتظاظ السكاني (أو بطريقة أخرى). نحن نعرف آليتين من هذا القبيل للشيخوخة في الكائنات وحيدة الخلية - موت الخلايا المبرمج والتيلوميرات. علاوة على ذلك ، تظهر هذه الآليات بشكل مثالي تأثير اختيار المجموعة - بالنسبة لكل خلية فردية ، فإن تحديد انقسامها أو تدميرها الذاتي لا يساعد بوضوح في إنجاز مهمة التكاثر. لكن جيناتهم تساعد حقا.

عندما نشأت خلايا متعددة الخلايا ، تلقت الحرب بين الاختيار على المستوى الفردي واختيار المجموعة جولة جديدة. شجع اختيار المجموعة آليات الشيخوخة الجديدة والجديدة ، وحاول الاختيار الفردي كسرها.

ولمئات الملايين من السنين ، تلك الأنواع التي لم يكن لديها آليات قوية بما فيه الكفاية للحماية من القرصنة التي تحايلت على برنامج الشيخوخة ، ضمنت جينات هذا القرصنة في سكانها بسبب ضغط الاختيار على المستوى الفردي ، والذي ، بالطبع ، أقوى من ضغط اختيار المجموعة ( لأن الميزة التناسلية للفرد من إطالة العمر تتحقق بشكل أسرع بكثير من ظهور العواقب السلبية لهذه الميزة على جميع السكان). لكن في النهاية ، هذه الأنواع ، عندما تم إصلاح هذه الميزة بالفعل في جينات عدد كبير بما فيه الكفاية من الأفراد ، ماتت بسبب الجوع الناجم عن الزيادة السكانية ، التي عانت منها هذه الأنواع مرة واحدة على الأقل خلال ملايين السنين من التطور. وفقط تلك الأنواع التي حدد فيها اختيار المجموعة عددًا كافيًا من آليات الشيخوخة المكررة ، وتلك التي تعلمت الانتظار "لأوقات الجوع" في شكل جراثيم أو "إخفاء البيض" ككحول دائم ، نجت من الانقراض.

بالمناسبة ، فإن العمل متعدد الاتجاهات (تضخم الأضداد العدائي) لـ IGF1 هو مجرد تلك الآلية التي تسمح لبرنامج الشيخوخة بالبقاء في السكان. علاوة على ذلك ، فإن الآلية صعبة للغاية ، لأن هذا الجين يعطي ميزة تطورية للأفراد في المراحل الأولى من التطور - النمو السريع - الذي يثبتها في السكان ، في مقابل حقيقة أن هؤلاء الأفراد الذين يتكاثرون بسرعة لا يزالون بشر.

علاوة على ذلك ، فإن IGF-1 متعدد الاتجاهات ليس بعضًا من الحتمية وليس بسبب أي قانون فيزيائي. يمكن للتطور الاستغناء عنه تمامًا إذا لم يكن لديه مهمة منع الزيادة السكانية. والواقع أن ربط النمو السريع بالشيخوخة يفرض قيودًا واضحة على خصوبة كل فرد. وسيحصل هؤلاء الأفراد الذين يمكنهم قطع هذا الرابط على ميزة تطورية واضحة في التكاثر.

هل كان يمكن للتطور أن يكون غير قادر على فك جينات البلوغ من مظاهرها السلبية في شكل تورم الغدة الصعترية وغيرها من مظاهر الشيخوخة على مدى مليارات السنين؟ بعد كل شيء ، كانت قادرة على اختراع أشياء مذهلة - أولاً جعل الخلايا متعددة الخلايا من خلية واحدة ، ثم دفع الأسماك إلى الأرض ، وتعليمهم على تنفس الهواء ، ثم تعليم البعض على الطيران. تمكنت من إنشاء ديناصورات وحيتان ضخمة ، بالإضافة إلى العديد من أشكال الحياة والأنظمة البيئية الرائعة الأخرى. ولكن في نفس الوقت ، فإن الغالبية العظمى من إبداعاتها لها نفس الصلة بين جينات البلوغ والشيخوخة: على الأقل بالنسبة للديدان الخيطية ، على الأقل بالنسبة للشخص. من المعقول أكثر أن التطور لم يرغب في قطع هذا الارتباط بنشاط ، وليس "لا يستطيع".

ونعم ، الغالبية العظمى من الأنواع ، ولكن ليس كلها. هناك أنواع ليس لها علاقة مباشرة بين الخصوبة (وهذا هو المعيار الرئيسي لفعالية الجينات النمائية) والشيخوخة. تزداد خصوبة شخص ما مع تقدم العمر:

أين هو دليل الحفريات على الأنواع الخالدة المنقرضة؟

وماذا ستبدو مثل هذه الأدلة القديمة؟ كيف تميز البقايا المتحجرة لكائن خالد من بشر؟ علاوة على ذلك ، نشأت الشيخوخة على الأرجح في الكائنات وحيدة الخلية ، كما نرى في الخميرة. وبالمناسبة ، الشيخوخة وحيدة الخلية هي دليل غير مباشر على علم الحفريات.

حسنًا ، بناءً على فرضية: قبل 252 مليون سنة ، مات حوالي 90٪ من جميع الأنواع على الأرض. أحد الأسباب المحتملة لهذه الكارثة هو النمو المتفجر للبكتيريا أحادية الخلية التي دمرت أحد الروابط الأساسية في الهرم الإيكولوجي. بعد كل شيء ، مع انقراض الرابط الكامل للهرم الإيكولوجي ، فإن كل ما هو فوق هذا الرابط في الهرم يخاطر أيضًا بالموت. وكانت هناك العديد من هذه الكوارث على الأرض:

ألا يمكن للتطور أن يخترع مجرد أنواع خالدة لا تسبب الاكتظاظ السكاني؟

بادئ ذي بدء ، لا يزال محرك التطور جينات ، وهم ، تقريبًا ، لا يهتمون إذا قمنا نحن أو أحفادنا بمضاعفتهم. في نفس الوقت ، مسارات التطور غامضة - كان يمكن أن تسير على هذا النحو ، يمكن أن تكون. هل يمكن أن نكون قادرين على الطيران واستنشاق النيتروجين؟ ربما استطاعوا. لكن اتضح بشكل جيد.

بالمناسبة ، ربما كان التطور قادرًا بالفعل على اختراع مثل هذا المظهر "الخالد" - هذه هي الهيدرا ، المحبوبة من قبل أخصائيي الشيخوخة ، والتي لا تتقدم في العمر. ولكن لهذا ، كان عليها أن تتعلم التشفير (انتظر الأوقات الجائعة) ، وتضاعف أيضًا عن طريق الاتصال الجنسي والتبرعم. عندما يكون هناك الكثير من الطعام ، تستنسخ هيدرا نفسها من خلال التبرعم. وعندما لا يكون ذلك كافيًا ، تنمو نفسها إما الأعضاء التناسلية للذكور أو الأنثى ، وتجعل الحب ، تاركة البيض المخصب لانتظار أوقات أفضل في قاع المحيط. هذه هي الطريقة التي تعلمت بها انتظار الظروف المعاكسة - يمكن أن يموت الآباء من الجوع ، لكن الأطفال سينتظرون الجوع ، حيث يتم تجميد نموهم حتى تأتي الأوقات الأفضل. تماما مثل يرقة الديدان الخيطية.

وجهة نظر أخرى على عتبة الخلود هي نحن ، هومو سابينس . فقط لكي نتعلم ألا نموت من الاكتظاظ السكاني ، كان علينا أولاً أن ننمي عقولنا ، ومن ثم بمساعدتهم على الخروج بالثقافة والمجتمع ، وحتى التقدم العلمي والتكنولوجي ، مما سيزودنا بالقدرات التقنية على عدم الموت من استنفاد الموارد في أي عدد من السكان. حقيقة أننا سنكسر برنامج الشيخوخة الغبي هذا لا يرقى إليه الشك. مسألة وقت.

وأود بشدة أن يحدث ذلك ليس بعد 50 عامًا ، ولكن بعد 20 عامًا. لكن شيئًا ما لم يفهمه Homo sapiens حتى الآن أن التأخير في الموت مشابه في هذه المسألة.