Ewolucyjny „wyścig zbrojeń” pomiędzy pasożytami a ich nosicielami został wymieniony jako jedna z możliwych przyczyn starzenia się.
Do tej pory naukowcy nie mają wspólnego zrozumienia, dlaczego gatunki (w tym ludzie) starzeją się i umierają. Najczęściej wiąże się to z dwoma aspektami:
- programy genetyczne lub epigenetyczne prowadzące do zużycia ciała;
- mutacje, awarie i pogorszenie zdolności komórek do „naprawy”.
Według wielu naukowców starzenie się ma na celu zapewnienie ewolucyjnych korzyści gatunkowi. Ale jak to się osiąga?
Amerykański naukowiec Richard Y. Chin przedstawił swoje wnioski na ten temat. Badacz zastosował tzw. hipoteza Czarnej Królowej wyjaśniająca rozmnażanie płciowe i ewolucyjny „wyścig zbrojeń” pasożytów i ich nosicieli. Wersja mikroewolucyjna tej hipotezy sugeruje, że kiedy geny matki i ojca są mieszane, pojawia się najbardziej przystosowane potomstwo. Mogą skuteczniej zwalczać pasożyty i infekcje, co ostatecznie pozwala gatunkowi na pewne utrzymanie niszy w ekosystemie.
Richard Chin stworzył model komputerowy, który pokazuje dynamikę populacji pasożytów i ich żywicieli w cyklu pięciusetletnim. Każda populacja zawierała 100 organizmów z trzema fenotypami żywiciela i trzema fenotypami pasożytów. Każdy z fenotypów żywiciela wykazywał oporność na jeden z trzech fenotypów pasożyta, częściową oporność na drugi i podatność na pozostałe (Chin losowo rozłożył te relacje między fenotypami). W sumie model składał się z 1000 cykli. Richard Chin przetestował dynamikę populacji w kilku wariantach początku starzenia się żywiciela: 2, 5, 10 i 20 lat.
Zmarły organizm został zastąpiony innym z jednym z kilku fenotypów. O jego wyborze zadecydowało rozmieszczenie wszystkich trzech fenotypów w poprzednim okresie. O tym ostatnim z kolei zadecydował stopień zarażenia populacji pasożytami oraz ustalony wstępnie stopień rozrodu.
Film promocyjny:
Model pokazał, że przy najkrótszej długości życia pojedynczego osobnika populacja wykazuje najlepszą odporność na pasożyty. Jeśli przyjmiemy, że rozmnażanie płciowe rozwinęło się jako sposób na cykliczną zmianę alternatywnych fenotypów żywiciela odporności na pasożyty, to starzenie się zwiększa efektywność tego procesu. A jeśli weźmiemy pod uwagę, że u wielu gatunków starzenie się i rozmnażanie płciowe są ze sobą ściśle powiązane, a rozwój tych cech może przebiegać jednocześnie, to prawdopodobnie wyewoluowały one w odpowiedzi na tę samą presję ewolucyjną - interakcje z pasożytami. Tym samym Richard Chin konkluduje, że walka z „nieproszonymi gośćmi” jest jedną z głównych przyczyn starzenia się organizmów.
Ilya Vedmedenko
