Warum werden wir alt? Nein, nicht so. Warum altert eine Maus 40 Mal schneller als wir? Ist der Wal 2 mal langsamer? Gibt es ein physikalisches Grundgesetz, das die Alterung lebender Systeme verursacht?
Es ist seltsam zu sehen, dass es im 21. Jahrhundert immer noch jemanden gibt, der immer noch glaubt, dass „Entropie“ des Alterns schuldig ist, nämlich das
zweite Postulat der Thermodynamik , das besagt, dass in isolierten Systemen die Entropie nicht abnehmen kann. Übrigens verwandelt sich dieses „kann nicht sinken“ aus irgendeinem Grund oft in „muss zunehmen“. Gleichzeitig wird der Zeitrahmen, in dem sie dazu verpflichtet ist, nicht bekannt gegeben. Okay, es macht keinen Sinn, über Graustufen zu sprechen, wenn wir Grün sehen: Organismen sind keine
isolierten Systeme. Im Gegenteil, sie absorbieren nur Energie von außen und nutzen sie für verschiedene Zwecke, einschließlich der Reduzierung ihrer Entropie. Und es kann durchaus sein, dass das Unterscheidungsmerkmal lebender Organismen eine effektivere Erhöhung der externen Entropie im Vergleich zu nicht lebenden Systemen ist, wie die Hypothesen des Biophysikers Jeremy Ingland uns sagen (
1 ,
2 ).
Übrigens stellten Physiker seit jeher Fragen zum Verhältnis lebender Systeme zur Entropie - Überlegungen zu diesen Themen fanden sich in den Werken des 19. Jahrhunderts, aber wahrscheinlich war die erste tiefgreifende und weitreichende Analyse das Buch
„Was ist Leben?“. Erwin Schrödinger, einer der bekanntesten Physiker des 20. Jahrhunderts. Obwohl unter der Bevölkerung, denke ich, ist seine Katze besser bekannt:
In seinem Buch stellte Schrödinger fest, dass einer der Hauptunterschiede zwischen lebenden und nicht lebenden Systemen darin besteht, dass sie „Ordnung aus dem Chaos schaffen“, dh ihre Entropie reduzieren können. Er brachte sogar die Definition vor, dass sich das Leben „von negativer Entropie ernährt“, obwohl er später erkannte, dass er die Dummheit eingefroren hatte, und erklärte wiederholt, dass sich das Leben in Wirklichkeit natürlich von freier Energie „ernährt“, die es ausgibt, um seine Entropie zu reduzieren oder auf dem gleichen Niveau zu halten. aber das Sediment - in Form des Begriffs der
Negentropie - blieb erhalten.
Vielen Dank an die Physiker, die die theoretische Grundlage ganz offensichtlich beobachtet haben. Ja, lebende Systeme oder vielmehr ihre Gene haben gelernt, mit Entropie umzugehen, nämlich Energie von außen zu nutzen, sie während der Fortpflanzung zu reduzieren und sie für Jahre oder sogar Jahrzehnte nach der Geburt niedrig zu halten. Dementsprechend ist der einzige Grund, warum die Entropie des Körpers nach einem bestimmten Alter zuzunehmen beginnt, der, dass das Genprogramm ihn nicht mehr richtig senkt oder sogar
seinen Replikator verliert (wie fettreicher Lachs). Darüber hinaus ist dieses Alter für jede Art unterschiedlich, was sich um Größenordnungen zwischen den Arten unterscheidet, was eindeutig darauf hinweist, dass dieser Prozess nicht durch ein physikalisches Gesetz bestimmt wird, sondern eine biologische Anpassung darstellt.
Was hindert Gene daran, ihre Replikatoren über Jahrhunderte oder Jahrtausende am Leben zu erhalten? Ja, nichts verhindert. Anscheinend brauchen sie es einfach nicht - und so fällt es ziemlich gut aus. Darüber hinaus kann eine übermäßig lange Lebensdauer von Replikatoren im Gegenteil sogar das langfristige Überleben von Genen beeinträchtigen. Schließlich spielen Gengenossenschaften (Arten) ihre „The Hunger Games“ nicht allein, sondern in einem Multi-Milliarden-Dollar-Multiplayer, bei dem jede Verbindung in der Pyramide des Verrats, die ein fragiles zeitliches Gleichgewicht gefunden hat, von den Verbindungen darunter abhängt. Unter solchen Bedingungen ist ein erfolgreiches langfristiges Bestehen ohne mehrstufige Zusammenarbeit und Anpassung an das gesamte Ökosystem kaum möglich.
Übrigens sind soziale Insekten das beste Beispiel für die Geizigkeit von Genen bei der Dosierung der Lebensdauer ihrer Kreaturen. Die königliche Kaste lebt für sie 1-2 mal länger als die arbeitende, obwohl ihre Gene gleich sind. Kürzlich wurde ein sehr
interessanter Artikel über Termiten veröffentlicht (der übrigens
schließlich zu Kakerlaken herabgestuft wurde), der zeigte, dass ihre Königin über DNA-Schutzmechanismen gegen Transposons (böswillige „springende Gene“) verfügt, die in der Jugend und im Alter gleichermaßen aktiv sind Für Arbeiter schaltet sich dieser Schutz sehr schnell aus. Übrigens werden die gleichen Abwehrmechanismen (
piRNAs ) gegen Transposons auch in unseren Keimzellen verwendet, jedoch nicht in somatischen.
Es scheint, dass alles klar ist - Gene wollen den Arbeitern nicht erlauben, lange zu leben. Insbesondere werden sie getötet, einfach ausgedrückt. Aber nein, Opfer des Stockholm-Syndroms werden Ausreden für die Killergene finden. "Es ist wahrscheinlich zu energieaufwendig, um die Expression von Transposon-Abwehrgenen in allen Termiten zu unterstützen", sagen sie:
"Schließlich wäre es wahrscheinlich zu energetisch kostspielig, einen aktiven piRNA-Signalweg dauerhaft in allen Zellen eines Organismus - oder in allen Individuen einer Kolonie - aufrechtzuerhalten."
Was bedeutet "zu energieintensiv"? In der Königin, die gleichzeitig 20.000 Eier
pro Tag legt, ist nicht teuer, aber in der Mitarbeiterin teuer? Und welche Art von Energie sprechen wir über Essen? Oder noch einmal über eine bestimmte magische „Ressource“, die nur in den Fantasien der Anhänger des Kompromisses existiert? Und wo ist dieser Kompromiss, wenn die Königin 20 Jahre lebt und die arbeitende Person nur wenige Monate ist?
Es werden keine Kompromisse beobachtet . Und irgendwie hat die Königin keine Probleme mit der Entropie.
Ein noch eklatanteres Beispiel für Gen-Freiwilligkeit bei der Wahl der Lebensspanne seiner Kreaturen ist der
Monarchfalter . Im Sommer leben diese Schmetterlinge nur wenige Wochen, und im Herbst ziehen sie für den Winter nach Süden, und solche Migranten leben bis zu 7 Monate. Darüber hinaus machen dieselben Migranten zuerst einen Flug, der Tausende von Kilometern lang ist, und im Frühjahr fliegen sie zurück, und die Frauen begeben sich schwanger auf die Rückreise.
Das Interessanteste ist, dass die Monarchen für den großen Unterschied in der Lebenserwartung (RV) zwischen Migranten und Nichtmigranten für das einzige Hormon JH1 aus der Familie der „Jugendhormone“ verantwortlich sind. Wenn Sie
es Schmetterlingen unter Laborbedingungen vorstellen , leben sie zweimal weniger als die Kontrolle, aber wenn sie im Gegenteil ihre Produktion blockieren, leben die Schmetterlinge 1,5 Mal länger. Die folgenden Grafiken zeigen einen großen Unterschied (dreimal!) In der mittleren Bauchspeicheldrüse zwischen denen, die zusätzliches JH1 erhalten haben (blaue Kurven) und denen, deren Produktion blockiert war (rot). Die obere Reihe ist weiblich, die untere ist männlich.
Übrigens sind jugendliche Hormone für die Entwicklung so vieler Insekten verantwortlich, auch sozialer. Höchstwahrscheinlich
bestimmen sie während der Entwicklung
bei Bienen , wer die Königin werden soll und wem der Arbeiter.
In Bezug auf die Thermodynamik haben die Gene den Rat vor langer Zeit gefunden. Und die Tatsache, dass sie die Entropie des Körpers niedrig genug halten können, damit die Königin 20 Jahre lang leben kann, diese Fähigkeit jedoch nicht für einen Arbeiter einsetzt, bedeutet nur, dass Gene einfach nicht rentabel und theoretisch nicht unmöglich sind.
Darüber hinaus haben Gene ihre eigene Entropie seit Milliarden von Jahren niedrig gehalten. Und wir sind nur das Werkzeug, das ihnen in diesem tödlichen Kampf hilft. Nur
"Todesfall!" fällt fast ausschließlich auf unser Los, das heißt, es ist unsere Sterblichkeit, die Gene mit Unsterblichkeit versorgt. Ich weiß nichts über dich, aber ich habe diese Situation satt. Ich habe mich nicht mit Kamikaze-Replikatoren beschäftigt. Daher glaube ich, dass es dringend notwendig ist, alles zu tun, um das Joch der Gene abzuwerfen und unsere Persönlichkeit von den Bindungen der Biologie zu befreien. Holen Sie sich Gene!