Kenapa kita menjadi tua? Tidak, tidak seperti itu. Mengapa usia tikus 40 kali lebih cepat dari kita? Apakah paus 2 kali lebih lambat? Adakah hukum fisika dasar yang menyebabkan penuaan sistem kehidupan?
Sungguh aneh melihat bahwa pada abad ke-21 masih ada seseorang yang masih percaya bahwa "entropi" bersalah atas penuaan, yaitu
postulat kedua termodinamika , yang menyatakan bahwa dalam sistem terisolasi entropi tidak dapat berkurang. Omong-omong, ini "tidak bisa turun" untuk beberapa alasan sering berubah menjadi "harus meningkat". Pada saat yang sama, kerangka waktu di mana dia berkewajiban melakukan ini tidak diumumkan. Yah, oke, tidak ada gunanya mencoba membahas nuansa abu-abu ketika kita melihat hijau: organisme bukanlah sistem yang
terisolasi . Justru sebaliknya, mereka hanya melakukan itu menyerap energi dari luar, menggunakannya untuk berbagai kebutuhan, termasuk mengurangi entropi mereka. Dan mungkin saja ciri pembeda organisme hidup adalah peningkatan yang lebih efektif dalam entropi eksternal dibandingkan dengan sistem yang tidak hidup, seperti yang dikatakan hipotesis ahli biofisika Jeremy Ingland (
1 ,
2 ).
Ngomong-ngomong, fisikawan mengajukan pertanyaan tentang hubungan sistem kehidupan dengan entropi sejak jaman dahulu - refleksi tentang topik-topik ini ditemui dalam karya-karya abad ke-19, tetapi mungkin analisis mendalam dan luas pertama adalah buku
"Apa itu kehidupan?" salah satu fisikawan paling terkenal di abad ke-20, Erwin Schrödinger. Meskipun di antara penduduk, saya pikir, kucingnya lebih dikenal:
Dalam bukunya, Schrödinger mencatat bahwa salah satu perbedaan utama antara sistem kehidupan dan sistem non-hidup adalah bahwa mereka dapat "menciptakan keteraturan dari kekacauan," yaitu, mengurangi entropi mereka. Dia bahkan mengedepankan definisi bahwa kehidupan “memberi makan pada entropi negatif,” walaupun dia kemudian menyadari bahwa dia memiliki kebodohan yang membeku, dan berulang kali menjelaskan bahwa dalam kenyataannya, “memakan” energi bebas, yang dihabiskannya untuk mengurangi atau mempertahankan pada tingkat yang sama entropinya, tetapi endapan - dalam bentuk gagasan
negentropi - tetap ada.
Yah, terima kasih kepada fisikawan karena meletakkan dasar teoretis di bawah pengamatan yang cukup jelas. Ya, sistem kehidupan, atau lebih tepatnya gen mereka, telah belajar untuk mengatasi entropi, yaitu, menggunakan energi dari luar, menguranginya selama reproduksi dan menjaganya tetap rendah selama bertahun-tahun atau bahkan puluhan tahun setelah kelahiran. Oleh karena itu, satu-satunya alasan bahwa setelah usia tertentu entropi tubuh mulai meningkat adalah karena program gen berhenti menurunkannya dengan benar, atau bahkan sepenuhnya
mengekspos replikatornya (seperti vmch. Salmon). Terlebih lagi, untuk setiap spesies, usia ini berbeda, yang bervariasi berdasarkan urutan besarnya antar spesies, yang dengan jelas menunjukkan bahwa proses ini tidak ditentukan oleh beberapa hukum fisika, tetapi merupakan adaptasi biologis.
Apa yang mencegah gen agar replikatornya tetap hidup selama berabad-abad atau ribuan tahun? Ya, tidak ada yang mencegah. Rupanya, mereka hanya tidak membutuhkannya - dan ternyata cukup baik. Selain itu, umur replikator yang sangat panjang dapat, sebaliknya, bahkan dapat merusak kelangsungan hidup gen dalam jangka panjang. Lagi pula, koperasi gen (spesies) memainkan "The Hunger Games" mereka tidak sendirian, tetapi dalam multi-miliar dolar multiplayer, di mana setiap tautan dalam piramida pengkhianatan yang telah menemukan keseimbangan temporal yang rapuh tergantung pada tautan di bawahnya. Dalam kondisi seperti itu, keberadaan jangka panjang yang sukses hampir tidak mungkin terjadi tanpa kerja sama multi-level dan adaptasi terhadap keseluruhan ekosistem secara keseluruhan.
Ngomong-ngomong, ilustrasi terbaik tentang kekakuan gen dalam takaran umur makhluk hidup mereka adalah serangga sosial. Kasta kerajaan hidup untuk mereka 1-2 kali lebih lama daripada yang bekerja, meskipun faktanya gen mereka sama. Baru-baru ini, sebuah
artikel yang sangat
menarik diterbitkan tentang rayap (yang, kebetulan,
akhirnya diturunkan menjadi kecoak), yang menunjukkan bahwa ratu mereka memiliki mekanisme perlindungan DNA terhadap transposon ("gen pelompat" berbahaya) yang sama-sama aktif di masa muda dan di usia tua, tetapi untuk pekerja, perlindungan ini mati dengan sangat cepat. Omong-omong, mekanisme pertahanan yang sama (
piRNA ) terhadap transposon juga digunakan dalam sel benih kita, tetapi tidak pada sel somatik.
Tampaknya semuanya jelas - gen tidak ingin membiarkan pekerja berumur panjang. Khususnya mereka terbunuh, sederhananya. Tapi tidak, korban Sindrom Stockholm akan menemukan alasan untuk gen pembunuh. "Mungkin terlalu banyak menghabiskan energi untuk mendukung ekspresi gen pertahanan transposon di semua rayap," kata mereka:
"Bagaimanapun, mungkin akan terlalu mahal secara energi untuk mempertahankan jalur pensinyalan piRNA aktif secara permanen di semua sel organisme - atau di semua individu dari sebuah koloni."
Apa artinya "terlalu intensif energi"? Pada sang ratu, yang secara bersamaan bertelur 20.000 telur
sehari , tidak mahal, tetapi pada karyawan itu mahal? Dan energi apa yang kita bicarakan tentang makanan? Atau lagi tentang "sumber daya" magis tertentu yang hanya ada dalam fantasi penganut timbal balik? Dan di mana pertukaran itu, jika sang ratu hidup selama 20 tahun, dan individu yang bekerja hanya beberapa bulan?
Tidak ada trade off yang diamati . Dan entah bagaimana ratu tidak memiliki masalah dengan entropi.
Contoh yang lebih mencolok dari kesukarelaan gen dalam memilih masa hidup makhluk-makhluknya adalah
Monarch Butterfly . Di musim panas, kupu-kupu ini hidup hanya beberapa minggu, dan pada musim gugur mereka bermigrasi ke selatan untuk musim dingin, dan para migran tersebut hidup hingga 7 bulan. Terlebih lagi, para migran yang sama ini pertama kali menempuh penerbangan ribuan kilometer, dan pada musim semi mereka terbang kembali, dan para wanita memulai perjalanan pulang dengan hamil.
Yang paling menarik adalah bahwa untuk perbedaan besar dalam harapan hidup (RV) antara migran dan non-migran, para raja bertanggung jawab atas satu-satunya hormon JH1 dari keluarga “
hormon remaja ”. Jika Anda
mengenalkannya pada kupu-kupu dalam kondisi laboratorium , mereka hidup 2 kali lebih sedikit dari kontrol, tetapi jika, sebaliknya, memblokir produksinya, maka kupu-kupu itu hidup 1,5 kali lebih lama. Grafik di bawah ini menunjukkan perbedaan besar (3 kali!) Di median pankreas antara mereka yang menerima JH1 tambahan (kurva biru) dan mereka yang produksinya diblokir (merah). Baris atas adalah perempuan, bagian bawah adalah laki-laki.
Ngomong-ngomong, hormon remaja bertanggung jawab atas perkembangan begitu banyak serangga, termasuk serangga sosial. Kemungkinan besar, selama perkembangan itulah mereka
menentukan pada lebah siapa yang harus menjadi ratu, dan kepada siapa pekerja.
Jadi pada termodinamika, gen menemukan dewan sejak lama. Dan fakta bahwa mereka dapat menjaga entropi tubuh cukup rendah untuk memungkinkan ratu hidup selama 20 tahun, tetapi tidak menggunakan keterampilan ini untuk seorang pekerja, hanya berarti bahwa gen sama sekali tidak menguntungkan, dan secara teori tidak mungkin.
Selain itu, gen telah mempertahankan entropi mereka rendah selama miliaran tahun. Dan kita hanyalah alat yang membantu mereka dalam pertempuran mematikan ini. Hanya
"Fatality!" jatuh hampir secara eksklusif pada nasib kita, yaitu, kefanaan kita yang menyediakan gen dengan keabadian. Saya tidak tahu tentang Anda, tetapi saya bosan dengan situasi ini. Saya tidak terlibat dalam replikator kamikaze. Karena itu, saya percaya bahwa sangat mendesak untuk melakukan segala yang mungkin untuk membuang kuk gen dan membebaskan kepribadian kita dari ikatan biologi. Dapatkan gen!