: 19.12.2023
Детей больше – жизнь короче, или Теория антагонистической плейотропии
Что такое старение с точки зрения эволюции? Почему естественный отбор не благоприятствует мутациям, обеспечивающим увеличение продолжительности жизни или, по крайней мере, ее репродуктивного периода? Недавно ученые получили доказательства в пользу одной из гипотез, отвечающей на эти вопросы
Еще в 1957 г. биолог-эволюционист Дж. Уильямс предположил, что естественный отбор может благоприятствовать генетическим мутациям, способствующим старению, если они дают преимущество на начальных этапах жизни, обеспечивая более раннее или более эффективное (большее число потомков) размножение. Сейчас эта идея известна как эволюционная теория антагонистической плейотропии. Концепция плейотропии состоит в том, что одна и та же мутация может влиять на несколько признаков, и в этом смысле может быть как полезной, так и вредной – в зависимости от ситуации.
Теорию антагонистической плейотропии рассматривают как одно из базовых эволюционных объяснений феномена старения. Но ее строгого доказательства не существует, хотя данные в ее пользу имеются. К примеру, известно, что у людей генетические варианты, ассоциированные с развитием ишемической болезни сердца, как правило, связаны и с большим числом рожденных детей.
И вот недавно ученые из Мичиганского университета (США) обнаружили связь между параметрами воспроизводства и продолжительностью жизни, проанализировав генетические, репродуктивные и демографические данные более 276 тыс. человек из базы Британского биобанка. В анализ попали 583 варианта генов, связанных с такими репродуктивными признаками, как число детей, время начала менструации и наступления менопаузы у женщин, а также параметры репродукции у мужчин. А поскольку большинство участников исследования на момент его проведения были живы, ученые оценили связь между их репродуктивными характеристиками и продолжительностью жизни их родителей.
Оказалось, что между эффективностью размножения и продолжительностью жизни действительно есть связь, и она отрицательная. Другими словами, генетические мутации, способствующие воспроизводству, благоприятствуют и более короткой жизни: у людей с более высокими генетическими показателями меньше шансов дожить до 76 лет.
Предположительно, все дело в том, что одни и те же мутации в регуляторных областях генома по-разному влияют на работу одного гена-мишени в разных тканях либо сразу нескольких генов-мишеней. При этом могут быть задействованы разные молекулярные пути, связанные, в частности, с работой гормонов (например, женского полового гормона эстрогена), иммунными реакциями и возрастзависимыми патологическими изменениями, такими как «производство» белка-амилоида, влияющего на развитие болезни Альцгеймера.
Схожая с теорией Уильямса теория старения, учитывающая накопление мутаций, была предложена английским биологом П.Б. Медаваром. Согласно Медавару, старение – это неизбежное следствие снижения эффективности естественного отбора с возрастом. Летальные мутации, оказывающие свой эффект уже после окончания периода размножения, не будут находиться под действием отбора и будут накапливаться в поколениях, что приведет к увеличению смертности в позднем возрасте.
Разница между теориями накопления мутаций и антагонистической плейотропии в том, что, согласно первой из них, «поздние» вредные мутации аккумулируются в результате генетического дрейфа, второй – что они отбираются из-за положительного действия на репродукцию. Впрочем, эти две теории не исключают друг друга.
Что касается реальной жизни, то здесь все оказалось гораздо сложнее.Так, выяснилось, что наличие двух детей соответствует более долгой продолжительности жизни по сравнению с их отсутствием или наличием одного или трех детей. Связь между параметрами размножения и продолжительностью жизни нельзя назвать простой причинно-следственной, и это, по-видимому, является результатом действия искажающих факторов, таких как социально-экономический статус.
На репродуктивное поведение и продолжительность жизни влияют не только гены, но и окружающая среда, и оба эти параметра радикально изменились за последние несколько десятилетий. Сейчас более половины людей в мире живут в регионах, где рождаемость значительно снизилась, и этот процесс идет на фоне активного использования инструментов планирования семьи и повышения уровня репродуктивных расстройств в популяции. С другой стороны, с середины прошлого века глобальная ожидаемая продолжительность жизни человека неуклонно росла, повысившись с 46,5 лет (в 1950 г.) до 72,8 лет (в 2019 г.).
Так что, по мнению авторов, хотя плейотропные генетические факторы и играют в нашей жизни свою роль, по сравнению с внешними факторами она незначительна.
Фото: https://www.pikist.com
Публикации по теме:
: 19.12.2023 
