Vieillissement - programme

"Le plus fort survit", - parfois toutes sortes de "maîtres de la vie" prétendent pathétiquement, déformant le sens originel de la pensée de Darwin.

«Le plus apte survit», avait en tête Darwin, nous expliquent les biologistes évolutionnistes.

Adapté à quoi? À la reproduction maximale dans les conditions actuelles. Qui est ce "fit"? Personne seule ou lapin? Non, bien sûr. L'individu ne survivra en aucune façon. Le collectif de gènes qui a créé le lapin le plus «adapté» survit. Celui qui dépassera ses frères en procurant à leurs gènes un maximum de survie en en créant autant d'exemplaires que possible.

Et qu'est-ce que la «survie maximale»? Quel paramètre allons-nous maximiser? «C'est à votre goût», nous dit la théorie des jeux. Vous voulez un maximum local de vos copies à un moment donné? Recevez, signez. Ne vous plaignez tout simplement pas que, ah, combien le bonheur est éphémère après que vous mouriez de manquer de ressources.

Voulez-vous vivre heureux pour toujours? Autrement dit, pour maximiser la zone sous la courbe de vos copies dans le temps? Soyez alors assez aimable pour apprendre à contrôler la consommation de ressources par vos réplicateurs, ou au moins à leur donner les compétences nécessaires pour attendre de longues périodes de conditions défavorables. Et c'est mieux à la fois cela et un autre.

Mais le plus chic est de développer leur intelligence afin qu'ils commencent eux-mêmes à contrôler leur population pour vous, planifier la consommation de leurs ressources, et même trouver des moyens de plus en plus efficaces pour obtenir ces ressources. Ces réplicateurs peuvent produire jusqu'à 7,5 milliards de vos coopératives génétiques, 30 à 40 000 milliards de copies chacune. Pour les bactéries, ce nombre est bien sûr ridicule , mais pour les eucaryotes, c'est tout à fait un indicateur.

Certes, l'intelligence grandit depuis longtemps et il y a une chance de ne pas grandir, nous disent les Néandertaliens. C'est tout: si vous, en tant que jeune coopérative audacieuse, décidez d'utiliser la méthode du «billion de macaque sur les machines à écrire» pour imiter la capacité de penser dans vos réplicateurs, alors jusqu'à ce que votre code soit prêt pour la sortie en production, vous devez la population de ces mêmes bêta-réplicateurs est également à contrôler. Et puis un autre sabrutin appelé fruit-and-multiply () de cela et cherche à mettre tous les efforts dans / dev / null. Par conséquent, la coopérative "Genes and Sons" et a dû d'abord affiner la capacité de ne pas permettre à leurs créatures de s'éteindre ou de se multiplier considérablement. Pourquoi a-t-il d'abord mis en place des mécanismes pour contrôler l'afflux et le reflux de la population . Ayant appris à contrôler l'afflux d'individus en désactivant la reproduction, et l'écoulement par phénoptose est soit net comme chez le saumon, soit lisse comme dans notre cas avec la souris.

La mort du saumon du Pacifique est-elle programmée? Je pense que presque tous ceux qui sont dans le sujet admettent que oui. Mais s'il est programmé avec nous, il y a un débat houleux.

Ce mot effrayant est «programme»

Qu'est-ce qui distingue un programme d'un non-programme? Ici, tout est très simple. Un programme, c'est quand des changements se produisent exprès. Non-programme - lorsqu'il est stochastiquement, au hasard.

Après tout, personne ne prétend que l'embryogenèse est accidentelle. Ou que la puberté est un processus stochastique. Non, tout est clairement programmé: étapes, dates. Et c'est pourquoi nous n'observons pas de bébés célibataires sexuellement matures ou de femmes de 80 ans en couches, comme ils le devraient s'ils étaient des processus aléatoires. Et si la nature du vieillissement est aléatoire, alors pourquoi certaines espèces animales vivent-elles pendant plusieurs jours et d'autres pendant des centaines d'années? En effet, pour des processus aléatoires similaires, des distributions statistiques similaires de leurs résultats sont également caractéristiques. Mais pour une raison quelconque, les paramètres de ces distributions varient considérablement, même pour des parents proches comme une souris (2-3 ans de vie), un écureuil (10-12 ans) et un rat taupe nu (30 ans):


De plus, chez les animaux sociaux, la durée de vie peut différer d'un ordre de grandeur même chez des jumeaux avec un ADN identique. L'utérus vit 20 à 40 fois plus longtemps que la personne qui travaille.

Parallèlement à cela, nous savons que des espèces très différentes ont des mécanismes moléculaires communs de vieillissement. Celui des vers, celui des mammifères - par exemple, la fameuse cascade du facteur de croissance analogue à l'insuline (IGF-1), qui aide d'abord le corps à mûrir, puis à mourir. De plus, le taux de vieillissement est très différent: le nématode vit 2-3 semaines et la souris 2-3 ans. Et cela ne correspond pas non plus à l'hypothèse de la nature aléatoire des changements liés à l'âge.

De plus, tous les gérontologues conviennent que dans notre corps, la capacité de réparer les dommages et de nettoyer les débris diminue avec l'âge. Et que c'est précisément ce déclin qui conduit à l'accumulation de l'un et de l'autre, et finalement à la mort - c'est-à-dire que tout le monde s'accorde à dire que ce processus de dégradation est la principale cause de notre vieillissement.

La seule pierre d'achoppement est de savoir si ce déclin lié à l'âge est accidentel ou intentionnel? Il me semble que toutes les données indiquent que le rôle du hasard dans ce processus est minime. À partir de 15 ans, nous voyons comment le corps détruit délibérément notre thymus, de 25 - notre cerveau, de 45 - nos muscles et de 60 - nos os. Et les mêmes processus, seulement accélérés de 20 à 30 fois, nous les observons même chez la souris. Et croire qu'ils sont tous aléatoires est très difficile.

Où sont les gènes vieillissants? Qui contrôle ce processus?

J'ai déjà écrit sur le principal mécanisme de contrôle et de synchronisation des processus importants dans le corps - l'épigénétique. Avec l'âge, cela change la même chose pour tout le monde - "l'horloge épigénétique" prédit parfaitement notre âge biologique, et le fait que le retour périodique de ces horloges épigénétiques par des facteurs de Yamanaki prolonge la vie des souris confirme pour moi cette hypothèse.

Qui donne le rythme à ces montres et les fait avancer? Très probablement notre cerveau. Plus précisément, l'hypothalamus avec l'hypophyse, basé sur les rythmes circadiens de la glande pinéale. Voici une étude intéressante montrant comment le stress dû aux hormones corticostéroïdes provoque des changements épigénétiques chez les enfants de 5 ans, similaires à ceux que nous observons avec le vieillissement normal. Qui produit du cortisol? Axe de la glande hypothalamus-hypophyse-surrénale. Et l'étude ci-dessus confirme bien le rôle de l'épigénétique dans la mise en œuvre du programme de vieillissement - le stress l'accélère, les facteurs Yamanaki reculent.

De plus, nous voyons à quel point ces processus sont similaires pour tous les organismes. Les nématodes ont toujours un système neuroendocrinien primitif - en fait, les rudiments de l'axe de l'hypothalamus-hypophyse-gonade. Et c'est cet axe qui contrôle leur croissance et leur développement . S'il y a une pénurie de nourriture, il active le régime de non-vieillissement - le stade dauer, dans lequel le nématode peut rester pendant des mois, puis active à nouveau le processus de croissance, et le ver mûrit, se multiplie et meurt dans ses quelques semaines standard.

Au fait, vous vous souvenez de la cascade susmentionnée du facteur de croissance analogue à l'insuline (IGF-1)? C'est également l'un des gènes vieillissants. Chez les nématodes, il est appelé daf-2 . Son knockout (retrait) a prolongé la vie des nématodes de 10 fois, et pour les souris - de 2. Et cette cascade est très évolutive, juste superstar (désolé) - on la trouve dans la levure, les nématodes et la nôtre .

Dans ce cas, bien sûr, nous ne comprenons toujours pas tous les mécanismes de ces processus. Si (ou plutôt, quand) nous comprenons, alors tous les débats sur la nature du vieillissement seront résolus. À la question «où est le programme», il y aura une réponse définitive: la voici, les gènes sont tels ou tels, les mécanismes de leur contrôle sont tels ou tels, paramètres d'entrée - ici, l'algorithme est tel ou tel.

Comment tester l'hypothèse du vieillissement programmé?

J'ai une approche très simple et appliquée ici: si l'hypothèse du programme de vieillissement nous permet d'arrêter ce vieillissement ou au moins de prolonger notre vie de 10 fois, ce sera plus que suffisant pour moi. Jusqu'à présent, aucune autre hypothèse n'a trouvé un moyen de prolonger la vie mieux que la famine, et pour les primates, elle est inefficace .

Autre hypothèse: si le vieillissement est un programme, il doit avoir des mécanismes clés qui font varier le paramètre principal du programme - l'espérance de vie. Pour influencer ces mécanismes, nous devons voir leur impact sur les résultats du programme. Comme nous le démontrent les résultats de la prolongation de la vie parfois à l'aide de l'élimination des gènes de développement / vieillissement sur les nématodes et les souris.

Comment l'évolution a-t-elle perfectionné les mécanismes de vieillissement?

Je ne sais pas, je ne tenais pas de bougie. Je ferai seulement l'hypothèse prudente qu'il y a des milliards d'années, le vieillissement, très probablement, ne l'était pas. Comme il n'est pas observé, par exemple, dans les virus. Mais à un moment donné, elle est apparue dans des organismes unicellulaires et leur a donné un avantage en termes de survie en empêchant leur extinction due à la surpopulation (ou d'une autre manière). Nous connaissons deux de ces mécanismes de vieillissement dans les organismes unicellulaires - l'apoptose et les télomères. De plus, ces mécanismes montrent parfaitement l'effet de la sélection de groupe - pour chaque cellule individuelle, limiter sa division ou son autodestruction n'aide manifestement pas à accomplir la tâche de reproduction. Mais leurs gènes aident vraiment.

Lorsque les multicellules ont surgi, la guerre entre la sélection au niveau individuel et la sélection de groupe a reçu un nouveau tour. La sélection de groupe a encouragé de nouveaux et nouveaux mécanismes de vieillissement, et la sélection individuelle a essayé de les casser.

Et pendant des centaines de millions d'années, les espèces qui ne disposaient pas de mécanismes suffisamment solides pour se protéger contre le piratage ont contourné leur programme de vieillissement, ont fixé les gènes de ce piratage dans leur population en raison de la pression de sélection au niveau individuel, qui, bien sûr, est plus forte que la pression de sélection du groupe ( car l'avantage reproductif d'un individu de prolonger la vie se réalise beaucoup plus rapidement que l'apparition des conséquences négatives de cet avantage pour l'ensemble de la population). Mais au final, ces espèces, alors que cet avantage était déjà fixé dans les gènes d'un nombre suffisamment important d'individus, se sont éteintes à cause de la faim causée par la surpopulation, dont une telle espèce a souffert au moins une fois pendant des millions d'années d'évolution. Et seules les espèces dans lesquelles la sélection de groupe a obtenu un nombre suffisant de mécanismes de vieillissement en double, et celles qui ont appris à attendre les «temps de faim» sous forme de spores ou de «cacher les œufs» comme une hydre sans âge, ont échappé à l'extinction.

Soit dit en passant, l'action multidirectionnelle (pléiotropie antagoniste) de l'IGF1 n'est que ce mécanisme qui permet au programme de vieillissement de rester dans la population. De plus, le mécanisme est très délicat, car ce gène donne un avantage évolutif aux individus aux premiers stades de développement - une croissance rapide - qui le fixe dans la population, en échange du fait que ces individus à reproduction rapide restent mortels.

De plus, une telle IGF-1 multidirectionnelle n'est pas une fatalité et n'est provoquée par aucune loi physique. L'évolution pourrait parfaitement s'en passer si elle n'avait pas pour mission d'empêcher la surpopulation. En effet, le lien entre croissance rapide et vieillissement impose des restrictions évidentes à la fécondité de chaque individu. Et les individus qui pourraient rompre ce lien bénéficieraient d'un net avantage évolutif en matière de reproduction.

L'évolution n'aurait-elle pas pu délier les gènes de la puberté de leurs manifestations négatives sous forme d'involution du thymus et d'autres manifestations du vieillissement sur des milliards d'années? Après tout, elle a réussi à inventer des choses étonnantes - d'abord pour rendre multicellulaire à partir d'unicellulaire, puis pour amener les poissons à terre, en leur apprenant à respirer de l'air, puis en leur apprenant à voler. J'ai pu créer d'énormes dinosaures et baleines, ainsi que de nombreuses autres formes de vie et écosystèmes complètement fantastiques. Mais en même temps, la grande majorité de ses créations ont le même lien entre les gènes de la puberté et du vieillissement: au moins pour un nématode, au moins pour une personne. Il est beaucoup plus plausible que l'évolution n'ait pas voulu rompre activement ce lien et qu'elle «ne pouvait pas».

Et oui, la grande majorité des espèces, mais pas toutes. Il existe des espèces qui n'ont pas de relation directe entre la fertilité (et c'est le principal critère d'efficacité des gènes de développement) et le vieillissement. La fertilité d'une personne n'augmente qu'avec l'âge:

Où sont les preuves paléontologiques d'espèces immortelles disparues?

Et à quoi ressembleraient ces preuves paléontologiques? Comment distinguer les restes fossilisés d'un organisme immortel d'un mortel? De plus, le vieillissement est apparu très probablement dans les organismes unicellulaires, comme on le voit sur la levure. Et, soit dit en passant, le vieillissement unicellulaire est une preuve paléontologique indirecte.

Eh bien, sur la base d'une hypothèse: il y a 252 millions d'années, environ 90% de toutes les espèces se sont éteintes sur terre. L'une des causes possibles de cette catastrophe est la croissance explosive de bactéries unicellulaires qui a détruit l'un des liens de base de la pyramide écologique. Après tout, avec l'extinction de tout le lien de la pyramide écologique, tout ce qui est au-dessus de ce lien dans la pyramide risque également de s'éteindre. Et il y a eu plusieurs de ces catastrophes sur Terre:

L'évolution ne pourrait-elle pas simplement inventer une espèce immortelle qui ne provoque pas de surpopulation?

Tout d'abord, le moteur de l'évolution est toujours les gènes et, en gros, ils se moquent de savoir si nous ou nos descendants les multiplions. En même temps, les chemins de l'évolution sont impénétrables - cela aurait pu se passer ainsi, cela aurait pu être. Pourrions-nous être capables de voler et de respirer de l'azote? Peut-être qu'ils le pourraient. Mais ça s'est si bien passé.

Soit dit en passant, l'évolution, peut-être, a déjà été en mesure d'inventer un tel look «immortel» - c'est l'hydre, chérie des gérontologues, qui ne vieillit pas. Mais pour cela, elle a dû apprendre la cryptobiose (attendre les moments de faim), et aussi se multiplier sexuellement et en bourgeonnant. Lorsqu'il y a beaucoup de nourriture, l'hydre se clone par bourgeonnement. Et quand cela ne suffit pas, elle se développe des organes génitaux masculins ou féminins, et fait l'amour, laissant les œufs fécondés attendre de meilleurs moments au fond de l'océan. C'est ainsi qu'elle a appris à attendre les conditions défavorables - les parents peuvent mourir de faim, mais les enfants vont attendre la faim, car leur développement est gelé jusqu'à ce que les temps soient meilleurs. Tout comme une larve de nématode dauer.

Et un autre point de vue sur le seuil de l'immortalité, c'est nous, Homo Sapiens . Ce n'est que pour apprendre à ne pas mourir de la surpopulation que nous avons d'abord dû développer notre cerveau, puis avec leur aide, développer la culture et la société, et même le progrès scientifique et technologique, qui nous fourniraient les capacités techniques pour ne pas mourir de l'épuisement des ressources dans aucune population. Le fait que nous briserons ce stupide programme de vieillissement ne fait aucun doute. Une question de temps.

Et j'aimerais beaucoup que cela se produise non pas après 50 ans, mais après 20 ans. Mais quelque chose d' Homo sapiens ne comprend pas encore que, dans cette affaire, le retard de la mort est similaire.