Le regard d'un biologiste sur les racines de notre vieillissement

Bonjour

Le texte suivant a été initialement tapé comme une continuation de ce dialogue , mais la taille de la réponse a dépassé toutes les tailles imaginables, et étant donné qu'il existe une demande à Habré sur la source du vieillissement et de la mort, j'ai décidé de l'écrire (la réponse) dans un article séparé.

Avis de non-responsabilité: s'il vous semble que le texte s'adresse à une personne spécifique, et non au public dans son ensemble, il l'est, mais je ne changerai rien.

Cet article est entièrement écrit à partir de la tête, qui est appelé en une seule fois (bien qu'en trois étapes), car il a le nombre minimum de liens et d'images - veuillez comprendre et pardonner, ou écrivez dans les commentaires, peut-être que je corrigerai quelque chose.

Au lieu d'un prologue: un appel aux phéniks . Ici, j'ai regardé notre dialogue et j'ai réalisé que je construisais mal la communication, que je posais beaucoup de questions inconfortables, vous forçant à entrer dans une défense morte (c'est pourquoi nous avons apparemment tourné en rond) et n'a pas éclairé ma position. Désolé, je vais essayer de le réparer.

Je ne sais même pas par où commencer, donc je vais peut-être commencer par la zone la plus éloignée et la plus abstraite. Vous appliquez incorrectement la thermodynamique à la biologie. Il vous semble que le chaos (j'éviterai consciemment le mot entropie dans la mesure du possible) qui se produit dans l'environnement doit certainement «vaincre» le biosystème (après tout, la mort thermique nous attend tous). Mais ce n'est pas vrai, au contraire, ces réactions chimiques exotiques ont appris à bénéficier du chaos environnant et se sont transformées en systèmes biologiques, et le vecteur de développement de ces systèmes vise principalement l'isolement (en fait, vers l'indépendance, mais dans le cadre de notre débat, "l'isolement" est plus correct un mot) de soi de l'environnement extérieur et une utilisation de plus en plus efficace de cet environnement (et de ses fluctuations) dans ses propres besoins. Si vous regardez le niveau de vie moléculaire, vous verrez que nous vivons essentiellement en raison du mouvement brownien et de la jonglerie astucieuse avec les ions, l'hydrophobie et l'hydrophilie. Vous verrez que cette oxydation n'endommage pas inévitablement les structures cellulaires, et la cellule utilise efficacement les réactions redox pour ses propres besoins.

Je dirai tout de suite que je ne dis pas que le chaos autour du biosystème n'est pas capable de l'endommager d'une manière ou d'une autre, j'essaie de me concentrer sur le fait que ce chaos est un environnement normal pour les biosystèmes, et que dans l'ensemble les biosystèmes tirent beaucoup plus d'avantages du chaos que de nuire, sinon ils n'existeraient tout simplement pas.

Si nous considérons que l'environnement détruit inévitablement le corps (moderne, s'adaptant continuellement à l'environnement dans lequel il a vécu les 3,5 derniers milliards d'années), et de plus, il le détruit si efficacement que le corps existe un instant dans le contexte de l'histoire, alors nous devons admettre que la vie ne pourrait pas avoir surgi dans un environnement aussi agressif que sur la planète Terre. Ou vous devrez expliquer au moins certaines approches comment la vie a été protégée contre un tel impact. Pourquoi les organismes modernes, bourrés de systèmes réparateurs à tous les niveaux de l'organisation, ne peuvent pas atteindre le siècle, accumulant invariablement des dommages et des effondrements, et une sorte de vie, par définition sans de tels mécanismes, a réussi non seulement à éviter ces problèmes, mais aussi à se développer au point que appelons-nous la vie? (Ça sent l'intervention divine ici).

Un autre aspect de la vue est l'accumulation inévitable de dommages. Je n'aime pas cet argument car il est plus philosophique que pratique, mais il convient très bien à cette partie. Si moi (ou quelqu'un d'autre) vous demande méticuleusement de répondre à la question de savoir ce qu'est la vie et ce qu'est la mort, arrachant hardiment l'enveloppe des mots, alors tôt ou tard vous devrez admettre qu'il y a certainement la mort, mais tout individu vivant de toute sorte, il existe une lignée continue de colonies de cellules vivant 3,5 ans de saindoux. Vous voyez, dans ce cas, aucune espèce n'a un stade de «non-vie» dans son développement / reproduction (laissons les virus et similaires en dehors des parenthèses). Peu importe que vous partagiez, bourgeons, multipliez avec du sperme ou du sperme, que vous ayez des graines ou des ovules, en tout cas, tous ces agents intermédiaires entre les générations sont vivants dans toutes les "zones" de développement. (Je sais que les adeptes de la théorie de l'accumulation de dommages répondront, comme d'habitude, que les cellules germinales sont spécialement protégées contre les dommages ou vivent trop courtes ou sont inactives pour le moment ou ... afin d'accumuler des dommages, mais voici la question (nous essayons de penser systématiquement) si le mécanisme de protection est en principe réalisable et appliqué par de nombreuses espèces, qu'est-ce qui empêche les espèces d'appliquer ces mécanismes à l'ensemble de l'organisme?)

Métabolisme.

Vous et ce qu'est le métabolisme, imaginez-vous déformé par la thermodynamique. Et ce n'est pas vrai, la thermodynamique ici était généralement d'un côté. Le métabolisme est la totalité de tous les processus dans le corps, et non une mesure de la vitesse des processus physiques (thermiques). De plus, en plein accord avec ce que j'ai écrit ci-dessus (les systèmes biologiques ont un vecteur vers une isolation toujours plus grande de l'environnement extérieur), le métabolisme naturellement (en tant que reflet de la totalité de tous les processus) passe invariablement d'organismes moins complexes à des organismes plus complexes (ne serait-ce que parce que que dans les systèmes plus complexes, il y a plus de processus). Autrement dit, ce n'est pas le taux métabolique qui détermine la façon dont le corps vit, mais le corps détermine le taux métabolique avec sa vie.

En essayant d'attacher le «métabolisme thermodynamique» à la vieillesse, vous essayez de prouver que plus la vitesse est élevée, plus la durée de vie est courte, mais c'est uniquement parce que vous n'êtes pas familier avec la biologie, ce postulat est par essence absurde.


Premièrement, oui, il y a un motif traçable, mais ce motif vient du domaine «pourquoi y a-t-il plus de crayons rouges que de verts». Vous pouvez compter les crayons et affirmer que oui, il y en a plus de rouges, mais il n'est absolument pas nécessaire d'avoir des raisons sous-jacentes à ces différences. Ou un autre exemple - si vous êtes un nègre, il est très probable que votre nez soit plus large que la plupart des gens dans le monde, mais si vous avez un nez large, cela ne signifie pas que vous êtes un nègre. Vous voyez, ce n'est pas la largeur du nez qui détermine la race ou la couleur de la peau, mais la race détermine à la fois la couleur de la peau et la largeur du nez. Vous pouvez construire un graphique où sur un axe vous dessinez une échelle pour la couleur de la peau et de l'autre la largeur du nez, et Excel dessinera docilement une ligne droite, indiquant la dépendance. C'est ainsi que la dépendance du taux métabolique et de la durée de vie maximale a été dérivée, c'est-à-dire le même hibou étiré sur le globe.

Deuxièmement, les systèmes vivants dans leur évolution tendent à accroître leur isolement de l'environnement. Ainsi, le sang chaud est une adaptation développée pour protéger contre l'environnement (plus précisément, pour l'indépendance du taux métabolique de la température extérieure, mais dans notre cas c'est une seule et même chose), et non pour que le métabolisme nous accélère et nous tue. C'est-à-dire que l'apparence de sang chaud devrait (en fait, pas "aurait dû", mais c'était) au contraire, stabiliser toutes les réactions chimiques dans le corps et donc résister plus efficacement à l'influence de l'environnement extérieur en soutenant (réparant) le corps.

Si nous regardons les graphiques que vous avez donnés:



puis voyez immédiatement beaucoup de choses intéressantes qui ne correspondent pas à votre concept. Je pourrais trouver à redire à beaucoup de choses, mais le volume du texte me limite, je vais en donner un, mais l'exemple le plus évident. Seuls les mammifères sont marqués dans les graphiques (enfin, plus la base de sondage est stricte, plus il est facile de trouver une corrélation), mais que se passe-t-il si nous y ajoutons des oiseaux (également à sang chaud d'ailleurs)? Par exemple, toutes sortes de moineaux mésanges en poids, comme les souris, par métabolisme, et dépassent les rongeurs (pour voler avec des ailes - pas pour creuser avec leurs pattes), mais les animaux de petite taille vivent environ 5 à 15 ans. Et maintenant, comparez avec des poissons de la même masse - c'est encore pire! Ils vivent approximativement comme des oiseaux pendant 5 à 10 ans, mais leur métabolisme est beaucoup plus faible que même chez les rongeurs.

Vous semblez rejeter ces «anomalies» en déclarant:

Les connexions sont complexes (rappelez-vous qu'il s'agit d'un système auto-développé), mais la principale contribution au cancer du sein est apportée par le taux métabolique, d'autres facteurs ne le modulent que ... ... Il existe également des adaptations individuelles liées au mode de vie. Affecte également l'efficacité de la gestion de l'homéostasie ...
... La principale contribution à leur cancer du sein fait un faible taux métabolique, et sa régulation optimale ... ... Plus, bien sûr, les adaptations individuelles de ces espèces.

Mais au contraire, je vais vous dire qu'il y a beaucoup d'exceptions, dans votre théorème, est-il plus logique de supposer que celles-ci, comme vous le dites, les adaptations individuelles liées au mode de vie reflètent leur taux métabolique? Ce n'est pas un taux métabolique élevé qui détermine notre sang chaud, mais notre sang chaud détermine le taux métabolique. Mais le sang chaud lui-même est dû à l'adaptation à l'environnement. Et ici, nous passons progressivement à l'environnement, c'est-à-dire à l'écologie.

Écologie

Vous comprenez mal ce qu'est l'écologie. L'écologie en biologie n'est pas «quelqu'un a renversé du pétrole - l'écologie est mauvaise», l'écologie est la relation des espèces entre elles et avec l'environnement. Donc, quand vous écrivez:

Sur les étendues de la savane dans les mêmes conditions environnementales vit une souris et un éléphant.

nous comprenons deux choses, la première - votre idée de l'écologie est basée sur les médias de masse imposés par le «vert» et se réfère exclusivement à l'écologie humaine. Deuxièmement - vous n'avez pas du tout compris ce que j'avais en tête lorsque vous avez écrit que la durée de vie maximale dépend (y compris) de l'écologie de l'espèce.

Eh bien, nous avons déjà un éléphant et une souris, utilisons leur exemple pour comprendre quelle est l'écologie d'une espèce (brièvement et avec un biais dans les raisons de la durée de vie de ces espèces). Vivant sur les étendues de la même savane, un éléphant et une souris ont une écologie complètement différente. L'éléphant est un grand troupeau d'herbivores en raison de sa taille et dépourvu d'ennemis naturels. Les éléphants ont une structure sociale complexe qui s'exprime dans la formation de groupes dans lesquels croît la jeune croissance. Typiquement, un éléphant porte un bébé éléphant (une fois toutes les quelques années), l'âge gestationnel est supérieur à un an, après la naissance, la jeune pousse est préservée jusqu'à maturité de 3-4 ans (longue même selon les normes des mammifères). En cas de manque de nourriture, d'eau, d'autres ressources, les éléphants peuvent effectuer de longues migrations sur de longues distances à la recherche des ressources nécessaires.

Quelles conclusions environnementales peuvent être tirées d'ici concernant la durée de vie. Le manque de presse de la part des prédateurs conduit au fait qu'il n'est pas nécessaire de reconstituer constamment la population de l'attrition.

Un éléphant n'est pas l'espèce la plus plastique d'un point de vue environnemental, mais la capacité de trouver les ressources nécessaires à des distances considérables des principaux pâturages compense cet inconvénient, qui permet à nouveau d'économiser sur la reconstitution de la population en cas de catastrophe naturelle, et ne nécessite pas de mécanisme d'urgence d'augmentation de la population.

À partir des deux points indiqués ci-dessus, il apparaît clairement pourquoi l'éléphant a une gestation et une maturation aussi longues (une progéniture de grande taille en l'absence de facteurs limitants peut augmenter considérablement la taille de la population en la vouant à une concurrence intraspécifique excessive (en d'autres termes, la faim)). Une longue gestation et une maturation sont déjà des signes d'espèces à longue durée de vie (pourquoi se précipiter et dépenser beaucoup de ressources à la fois, si vous pouvez "collecter" lentement et lentement un nouvel individu, tout en assurant une population stable). Si nous ajoutons ici une socialisation profonde, liée, y compris sur le «leader» (pour le pointilleux sur le «leader») qui doit se souvenir des pâturages lointains et des points d'eau, il devient clair pourquoi l'éléphant a une vie aussi longue - c'est plus pratique pour la population d'un point de vue environnemental.

Passons aux souris (souris abstraites vivant dans un linceul). Un petit animal mangeant de la végétation ou ses fruits, souvent les deux. L'espèce subit une pression importante de la part des prédateurs - de nombreux ennemis. La population est inactive, vivant généralement dans un espace limité. En termes de changements de nourriture et d'habitat, les rongeurs sont étonnamment en plastique.

Que pouvons-nous retirer de ce profil environnemental? Une presse prédatrice importante devrait être compensée par la progéniture. D'où le taux de reproduction élevé (voici une grossesse courte, une maturation rapide, et des grossesses multiples en peu de temps, et le nombre de «chiots» de la femelle).

La gamme limitée d'une population particulière et l'impossibilité de migrer rapidement sur des distances considérables (petites) rendent les souris vulnérables à diverses catastrophes (inondations, sécheresse et autres diarrhées et croupe d'or), par conséquent, les rongeurs ont souvent des mécanismes de croissance démographique d'urgence avec la disponibilité des ressources et de l'espace vital. Comme nous l'avons indiqué ci-dessus, un taux de reproduction élevé a ses propres risques; afin d'éviter la surpopulation, les colonies de souris ont un mécanisme comportemental de contrôle des naissances et la destruction directe de la progéniture.

Taux de reproduction élevé, manque de soins pour la progéniture (la jeune croissance est presque immédiatement active), les presses à prédateurs élevés sont des marqueurs écologiques des espèces à courte durée de vie.

Mais qu'en est-il d'un rat taupe nu! Il a une longue vie. Comprenons (d'un point de vue environnemental). La grande majorité des rongeurs mènent une vie normale ou semi-souterraine. Mais les creuseurs nus sont allés plus loin et sont passés à un style de vie complètement underground. Un changement aussi spectaculaire de l'habitat ne pouvait qu'affecter la vue. Tout d'abord, dans l'obscurité, les creuseurs se sont presque complètement débarrassés de l'influence des prédateurs. Comme il est problématique d'oublier comment respirer, ainsi que de ventiler un réseau de tunnels (même s'il est grand), l'oxygène devient une ressource limitée. La population répond par un certain nombre de mesures, dont la principale est la restriction du taux de natalité à travers une hiérarchie stricte, qui permet de contrôler à la fois le taux de natalité et la répartition des ressources. Puisque nous ne considérons que l'écologie de l'espèce, nous nous attarderons sur ce point et ressemblerons au résultat. Et nous avons donc une apparence presque coloniale avec un taux de natalité anormalement bas pour notre famille. Ce colonialisme, qui, comme indiqué ci-dessus, les faibles taux de reproduction sont des marqueurs environnementaux de la longévité.

Je pense que ces exemples devraient suffire, mais comme je réponds toujours à votre commentaire, nous allons également passer par la personne.

Vous écrivez:

Une personne saute encore plus grâce à l'apport de la masse du cerveau, grâce au contrôle optimal du transfert de chaleur (homéostasie). Une personne peut choisir des stratégies comportementales qui optimisent le taux métabolique, par exemple, optimiser l'apport calorique en choisissant un régime, éviter les charges de stress en changeant le mode de vie, utiliser les réalisations de la civilisation, etc.

L'homéostasie est certainement cool, je ne sais vraiment pas pourquoi vous avez eu l'idée qu'une personne contrôle l'homéostasie de façon plus optimale qu'un ours, par exemple, mais Dieu soit avec lui - cela n'a pas d'importance. Mais vous avez presque deviné avec la masse du cerveau, c'est vraiment l'une des causes indirectes de notre longévité. Un homme est à bien des égards un bétail unique, notre culture hypertrophique et une hiérarchie sociale extrêmement complexe nécessitaient un énorme cerveau de la nature, et à son tour un grand volume de cerveau a forcé une partie importante de la maturation à être effectuée pendant la période embryonnaire (comme ils le disaient dans une ancienne série «Essayez de retirer quelle est la taille d'une citrouille à travers la taille d'une orange. ") Cela a conduit à une autre caractéristique unique de l'espèce - la plus longue période de développement post-embryonnaire. Mais la culture s'est précipitée! Après tout, tout ce développement post-embryonnaire peut être combiné avec le transfert de connaissances de la génération plus âgée aux plus jeunes, ce qui est même facilité par des interactions sociales complexes.

Les humains sont confrontés à certaines fonctions qui ne sont pas très disposées à se combiner. En particulier, il est nécessaire de se protéger des prédateurs et d'obtenir de la nourriture, souvent pour cela, voyageant sur des distances considérables. Dans le même temps, les femelles enceintes perdent leur mobilité dans les stades ultérieurs, qui ne sont pas si courts (nous avons l'une des grossesses les plus longues), la jeune croissance est généralement vulnérable dans de telles situations, et une très jeune jeune croissance n'est généralement pas capable de transitions et de protection même contre les prédateurs les plus misérables . Il fallait donc répartir les rôles dans la population. Nous obtenons ainsi la structure sociale que nous avons: une partie de la population (femmes enceintes et enfants) est assise dans un endroit sûr, les mineurs leur apportent de la nourriture. Mais voici un nouveau hic, qui transmettra l'expérience aux jeunes si celui qui la génère et la transfère est souvent obligé de s'absenter? Ici, la vieillesse vient à la rescousse. Autrement dit, le cycle de vie complet devient: Naissance, grandir (vivre dans un camp sûr, transformer les aliments, fabriquer des outils), maturité (protection, production alimentaire, gestation, prendre soin des jeunes animaux (femelles)), vieillesse (transfert d'expérience, protection, transformation alimentation, outils de fabrication, gestion de la population). , . , ( ) — , .

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Regarder son corps et ne pas voir son visage peut et peut être confondu avec un trentenaire, mais dès que vous voyez le visage, vous ne doutez plus qu'il s'agit de grand-père. Il est difficile d'imaginer comment des dommages aussi sélectifs s'accumulent uniquement sur le visage. Afin de ne pas être verbeux, je dirai que les changements phénotypiques sont si stables qu'ils sont maintenant utilisés comme biomarqueurs du vieillissement, et dans certains cas c'est plus précis que le prélèvement en chimie cellulaire, vous pouvez lire par exemple ici

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D'une manière générale, comme le montre cette petite analyse écologique, l'écologie d'une espèce est un miroir particulier de l'évolution de cette espèce. Et cela nous amène au prochain sujet important de nos travaux.

Évolution

Vous êtes en quelque sorte très unilatéral et incomplet, comprenez l'évolution. J'aimerais écrire sur les raisons, mais c'est très long, hein. Allons droit au but. Adhérents de la théorie de l'accumulation de dommages et, à la suite de la mort d'un organisme, partent de l'idée primitive que la sélection fonctionne avec un individu particulier (pardonnez-moi les arbres pour un mot politiquement incorrect), cela conduit à la conclusion incorrecte que l'immortalité est un bien inconditionnel qui vous permet de propager constamment votre génotype et puisqu'il n'y a pas d'organismes immortels, alors l'évolution n'est pas capable de créer l'immortalité.

Mais le processus évolutif est beaucoup plus large et fonctionne immédiatement à de nombreux niveaux d'organisation des biosystèmes - de la cellule intracellulaire, en continuant à l'individu, à la population, à l'écosystème, et se terminant finalement avec le niveau de la biosphère (ici, bien sûr, l'évolution peut me contredire ou non). Dans notre discussion, nous nous intéressons principalement à la sélection de la population car c'est ici (principalement) que la sélection pour la mortalité a lieu.

Une population n'est pas seulement un nom commode pour un groupe d'individus d'une même espèce. La population est le niveau d'organisation supraorganique des biosystèmes. Une population a son propre habitat, son écologie, son homéostasie, sa reproduction, sa durée de vie (bien que de nombreuses populations soient conditionnellement immortelles), son génotype, son phénotype, etc., bref, la population se comporte de nombreuses manières comme un organisme à part entière. Nous nous intéressons principalement à la génétique et au phénotype des populations.

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Alors, quel est l'avantage évolutif de la mort? Que faites-vous, frères (!), La mort est le catalyseur le plus puissant de l'évolution, si forte et indicative que, en parlant de la vitesse de l'évolution, nous la mesurons par générations, pas par temps. La mort dans ce cas fournit la plasticité génétique / phénotypique de la population. Il vous permet d'occuper rapidement des niches écologiques vacantes, de s'adapter à la pression environnementale . Après tout, si vous ne mourez pas, vous ne pourrez pas vous adapter aux conditions changeantes et les conditions changeront nécessairement avec le temps. Quel est le résultat du manque de plasticité et où le pin épineux intermount pin démontre-t-il bien la mort (il semble que la vérité soit un regard presque immortel). Si vous regardez l'aire de répartition de cette espèce,



on voit clairement que ces petites gammes de petites populations se fondaient auparavant en une seule grande zone.

Mais des siècles ont passé, voire des millénaires, les périodes glaciaires ont changé au chaud, l'écologie de ces territoires a radicalement changé - certaines espèces ont remplacé d'autres. Et si les adultes, les organismes forts (peut-être les plus gros organismes sur Terre) sont capables de résister aux changements et de continuer à vivre, alors la croissance n'est plus en mesure de survivre et de se développer normalement dans ces territoires. Ici, la dernière Mathusalem survit à sa hache / vers de bois ou à sa mort naturelle et la vue de la planète disparaît. À moins, bien sûr, qu'une personne aide artificiellement.

La plasticité génétique / phénotypique n'est pas le seul avantage de la mort, un autre avantage important est l'homéostasie dans une population. D'autres avantages de la mort peuvent être trouvés, mais ils ne seront pas aussi universels et auront une spécificité d'espèce (par exemple, nourrir les jeunes animaux avec leurs propres carcasses).

Eh bien, comme la mort est si bénéfique pour les populations, pourquoi les organismes immortels existent-ils? Eh bien, tout d'abord, nous avons compris que même si de telles espèces existent, alors dans la perspective historique, elles perdent dans la race évolutionnaire. Et deuxièmement, il existe des espèces conditionnellement immortelles, ce qui est quelque peu différent. Regardons l'exemple de l'hydre. Pendant longtemps, des théories sur l'immortalité de l'hydre ont été avancées et réfutées, le point a été avancé par Daniel Martinez après avoir mené une expérience de quatre ans avec différents groupes d'hydres. Oui, l'hydre est immortelle si elle a un été éternel. Mais qu'observons-nous dans les populations naturelles? L'hydre survit jusqu'à l'automne, est fécondée sexuellement, laisse un «œuf» et meurt. Autrement dit, d'un point de vue environnemental, l'hydre n'est pas du tout immortelle et sa durée de vie est d'un an (enfin, plus précisément du printemps à l'automne).La propriété évolutive se manifeste bien ici, utiliser ce qui est et ne pas toucher un système qui fonctionne déjà bien.

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Bonne chance , .

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