几千年来,衰老之谜一直让人们着迷,许多人愿意做任何事情来阻止或逆转这一过程,因为衰老通常与大多数身体功能的逐渐恶化有关。虽然衰老是生命的自然组成部分,但生物学家对进化过程中这一过程的出现却知之甚少。

科学家发现衰老可以加速进化

目前尚不清楚衰老是否不可避免,因为有些生物体似乎根本不会衰老。此外,所谓的负衰老或返老还童的现象确实存在:例如,一些海龟的生命机能随着年龄的增长而改善。

由 Eörs Szathmáry 院士领导的进化研究所的研究人员致力于证明先前提出但尚未得到证实的衰老理论的有效性。该理论表明,在适当的情况下,进化可以有利于控制衰老的基因的增殖。

该研究发表在《BMC Biology》杂志上。

为了验证这一假设,研究人员使用了他们开发的计算机模型。该模型是一种能够在科学家控制的环境下模拟生物体和基因群体的长期过程的算法。本质上,利用这样的模型,可以运行进化场景,在几个小时内而不是数百万年的时间内产生结果。如果没有计算机建模,现代进化研究将是不可想象的。

这项研究的基本问题很简单:衰老有什么意义吗?它是否具有任何进化功能,或者它确实是生命的痛苦而致命的副产品?

“如果衰老存在选择,那么衰老就可以具有进化功能。在我们的研究中,我们的目标是揭示这种选择,”Szathmáry 说。“根据经典解释,即使没有选择,人口也会出现衰老。这是因为如果不衰老,个体迟早会死亡(由于疾病或事故),因此人口中自然选择的力量会减弱并且更弱。

“这为对按时间顺序衰老的个体产生不利影响(从而导致衰老)的基因积累创造了机会。这意味着衰老只是进化的附带结果,没有适应性功能。”

上个世纪,利用不同的生物机制,提出了几种进化理论来解释不可避免的衰老,但这些理论没有任何积极的作用。一些科学家接受了这一假设作为事实,但当发现不衰老的生物体时,越来越多的研究人员质疑衰老的必然性,并认为衰老也许也有一些优势。

“进化生物学界已经接受经典的非适应性衰老理论无法解释所有自然衰老模式,这意味着衰老的解释再次成为一个悬而未决的问题,”萨斯玛丽说。

“另类适应性理论通过提出衰老的积极后果为这个问题提供了解决方案。例如,在不断变化的环境中,衰老和死亡可能对个体更有利,因为这样的竞争会阻碍个体的生存和繁殖。具有更好基因组成的适应性更强的后代,可以减少。”

然而,只有当个人主要被亲戚包围时,这种情况才成立。否则,在有性繁殖过程中,非衰老个体会从老龄化群体的成员中“窃取”更好的(即更适合变化的环境)基因,因此显着的衰老现象就会消失。

运行模型后,生物学家发现衰老确实可以加速进化。这在不断变化的世界中是有利的,因为更快的适应可以更快地找到足够的性状,从而支持后代基因的生存和传播。这意味着衰老可以成为一种有利的特征并受到自然选择的青睐。