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생명은 끊임없는 물리학의 혼돈에 맞서 생물학의 질서와 복잡함을 해결합니다. 열역학의 두 번째 법칙 또는 시간의 열역학적 화살표는 자연계가 항상 무질서가 증가하는 경향이 있다고 말합니다. 생물학적 에이징은 다르지 않으며 죽음을 피할 수 없게 만듭니다. 그러나 노화에 대한 가장 적게 언급되는 질문 중 하나는 진화의 최적화 된 추진과 피할 수없는 신체의 악화 사이의 명백한 역설입니다. 우리가 단일 세포 생물체에서 진화 한 3.5 억년을 고려할 때 왜 노화의 비효율에 생명이 역행하지 않았습니까? 또는 더 정확하게, 진화의 진화론 틀 안에서 노화가 어떻게 지속 되었습니까?

진화가 일어나기 위해서는 먼저 진화가 있어야한다. 유전 적 변이, 유전 적 및 환경 적 요인들로부터 발생하는 측정 가능한 특성 (표현형)에 대한 개체군 내의 개체 들간의 차이; 계승 부모에게서 자손에 이르기까지의 유전 적 요인들; 과 차별적 인 번식 성공, 어떤 유전 적 요인이 생존하고 번식 할 수있는 개인의 능력 (즉, 적합성)에 나타난다.

이 진화론 적 틀에서 노화를 고려하십시오. 유전 적 요인의 영향을 받지만 국가의 국내 총생산 (Gross Domestic Product)과 같은 외부 요인에 의해 영향을받는 전 세계적으로 각기 다른 개인에 대한 수명의 분명한 차이가 있습니다.

수명은 또한 유전 인자에 기인 한 개체 간 수명 변화의 대략 23 ~ 26 퍼센트를 가진 상속 된 특성이다. 알려진 유전성. 더욱이 수명이 길어 지거나 수명이 길어질수록 수명이 길어지면 다른 섹스에 대해 더 매력적이되고 생식 성공 가능성이 높아집니다. 따라서 이러한 세 가지 진화론 적 기준이 장수의 특성에 부합한다면 왜 우리는 오래되지 않은 해 동안 살지 않겠습니까?

1952에서 영국의 생물 학자 피터 메다와 (Peter Medawar)는 노화에 대한 최초의 진화론을 공식화했다. 돌연변이 - 축적 모델. 이 이론은 개인에 의해 획득 된 돌연변이가 조기 행동 또는 늦은 발병 일 수 있다는 사실에 달려있다. 조기 연기 돌연변이는 개인이 생식력이있는시기에 나타납니다. 그래서 돌연변이가 어떤 효과를 가져 오는지는 자연 선택에 의해 영향을받습니다. 그러나 자연 선택은 늦게 발생하는 돌연변이에 '맹목적'이다. 재생산이 이미 발생한 경우 나중에 자신을 드러내는 돌연변이는 소급하여 선택할 수 없으며 다음 세대로 전달됩니다. 그러므로 선택의 힘은 나이와 번식 쇠퇴에 따라 줄어든다. 이 현상은 알려진 선택 그림자로.

선택의 여지는 나이와 생식 쇠퇴에 따른 선택의 감소 된 힘입니다. 출처 : Fabian 및 Flatt, 2011

이 이론은 야생에서 자연적으로 경험하는 것보다 나이가들 때까지 포로 상태에서 동물을 번식시키는 것이 왜 그렇게 어려운지에 기여합니다. 포로 상태와 같이 환경이 변하고 생존 위험이 높아지면 동물은 축적 된 후기 발병 돌연변이가 나타날 수있는 시대까지 살 수 있습니다. 이 효과는이 작은 개체군에서 근친 교배로 인한 돌연변이 집중에 의해 과장되었습니다. 보존 주의자들은 이러한 연령 관련 질병의 증가 된 수준을 다루는 데 큰 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 질병은 야생에서 그러한 비율로 보이지 않습니다. 유사한 현상이 관찰 인간 인구의 신경 퇴행성 질환의 증가와 함께, 지난 세기 동안 우리의 획기적인 증가와 함께 발생했습니다.

돌연변이 축적 모델은 미국 진화 생물 학자 George C Williams에 의해 1957에서 정제되었다. 정교한 조기 행동과 후기 발병 변이의 관계 돌연변이는 다양한 조직 유형 또는 다른 단계의 삶에서 서로 다른 방식으로 나타나는 여러 효과를 가질 수 있습니다. pleiotropy. 돌연변이가 다른 삶의 단계에서의 적합성에 반대 효과를 가질 때, 예를 들어 초기 및 후기의 삶과 같이 길항 성 pleiotropy. 윌리엄스는 돌연변이가 초기 생존에서 생존과 번식에 유익한 효과를 가지지 만 후기 생애에서 노화와 관련하여 부정적인 영향을 미친다면, 선택은 조기 유익한 행동에 영향을 미치고 인구의이 돌연변이를 풍부하게한다고 가정했다. 이 길항 - pleiotropy 모델은 젊음 동안 생존과 번식을위한 선택의 부적당 한 부산물로 노화를 제공합니다.

따라서 생존율과 생식 능력을 향상시키는 초기 생애 특성 중 일부는 노화 관련 장애에 대한 진화론 적 트레이드 오프라는 사실이 입증되었습니다. 그러나 1977에서 영국의 생물 학자 Thomas Kirkwood는이 개념을 일회용 체세포 모델, 그 제안하다 생존과 번식 사이의 진화 적 트레이드 오프. 커크 우드 (Kirkwood)는 자원이 제한된 환경에서 각 개인은 생존 또는 번식을위한 자원을 예산해야한다고 주장했다. 새 차를 살 때 자신의 선택처럼 생각하십시오. 0-100km / h에서 2.7 초의 화려한 스포츠카를 구입하고 스릴을 즐기며 어쩌면 따라 그 과정에서 예상되는 파트너들의 시선. 그러나이 차는 값 비싸다. 그리고 차의 촉진과 속력은 안전하지 않을지도 모른다.

생식 비용과 위험에 대한 동일한 개념이 자연을 통해 관찰됩니다. 이들은 적합한 종을 발견하기 위해 종의 무게를 달고 싸워야하는 요소입니다.

• 비용 검색 : 재생산 야생에서 배우자를 찾는 것은 시간과 돈을 요할 수 있습니다. 또는 본질적으로 신진 대사 에너지와 포식의 위험을 초래할 수 있습니다.
• 운반 / 양육비 : 자손의 임신과 양육은 경제적으로 비용이 많이 들고 포식에 대한 부모의 취약성을 증가시킨다.
• 질병 위험 : 동료와의 상호 작용은 접촉에 의한 질병으로 이어질 수 있습니다.
• 짝짓기 위험 : 여성 인간은 가정 남성보다 가정 폭력의 위험이 더 크지 만 그 역할은 본질적으로 바뀔 수 있습니다. 특정 종의 여성은 의심스럽지 않은 수컷 교배를 겪습니다 (예 : 여성 사마귀 짝짓기 후에 그녀의 파트너를 식인).

재생산은 비용이 많이 들지만, 성공하면 끝은 그 수단을 정당화합니다. 그러나 개인이 사용하는 전략 중 어느 것이 가장 중요한지는 환경이 중요 할 수 있습니다. 하나의 실험 2004에서, 수컷 귀뚜라미는 포획에서 양육되고 그들의 규정 식의 한 부분으로 단백질의 낮은 수준에 낮게 먹였다. 잠재적 인 파트너를 유치하기 위해 수컷 귀뚜라미는 뒷다리를 복부에 문질러서 저녁에 전화를받습니다. 이것은 대사 적으로 비용이 많이 드는 것이 아니라 포식자에게 그들의 존재를 경고합니다. 에너지가 풍부한 고단백식이를 먹는 남성은 이러한 자원을 야간 통화로 할당하여 세포 유지 관리를 저해했습니다. 이것은 포식자가없는 경우에도 수명이 감소하게했습니다.

궁극적으로 복제는 진화가 작동하는 중심점입니다. 인간의 진화는이 생식 창 이후에 발생하는 건강에 늦게 발병하는 영향을 허용하며, 특히 개인의 조기 생애에 악영향을 미칠 경우 효과적입니다. 환경 적 제약의 맥락에서 개인은 자원을 효율적으로 배분하여 재생산, 안전 및 장기간의 건강 사이에 절충점을 만들어야합니다. 노화를 치료하는 방향으로 진화 의학은 인간 질병이 왜 발생하는지에 대한 이해를 높이고이 고유 한 생물학적 과정을 전복시키는 예기치 않은 비용을 해명 할 잠재력이 있습니다.

저자에 관하여

Jordan Pennells는 브리즈번의 Queensland 대학에서 생명 공학 및 나노 기술을위한 호주 연구소의 생명 공학 박사 과정 학생입니다. 그는 지속 가능한 식물 기반 나노 물질을 연구 중이다.

이 기사는에서 원래 출판되었습니다. 영겁 크리에이티브 커먼즈 (Creative Commons)에 따라 재발행되었습니다.

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