作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2023/12/13 7:28:44
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研究表明生物衰老或可加速进化

 


衰老的进化动力学图示。图片来源:物理学家组织网

匈牙利生态研究中心研究人员发现,衰老可以是一种积极的自然选择,在这种条件下,衰老增强了进化能力。这项研究为不可避免的衰老过程提供了有依据的解释。相关论文发表在新一期英国《BMC进化生物学》杂志上。

既然进化是为了选择最优的生存基因,为什么身体会随着时间的推移而衰老?此前提出但未经证实的理论表明,在适当的情况下,进化可促进控制衰老的基因的增殖。此次研究的目标旨在验证这一假设。研究的基本问题是:衰老有什么意义?它有没有进化功能,或者它只是生活中痛苦而致命的“副产品”?

根据经典的解释,如果没有衰老,种群中将存在大量老龄个体,种群中的自然选择力量会越来越弱,因此进化“选择”了衰老。但研究人员表示,如果衰老有“选择”,那么衰老就可“反选”,从而可以促进进化功能。

上个世纪,人们利用不同的生物学机制,形成了几种进化理论来解释不可避免的衰老。然而,科学家后来发现有些生物体似乎根本不会衰老。此外,确实存在“负衰老”或返老还童的现象:例如,海龟一些的重要功能随着年龄的增长而改善。可见,经典的非适应性衰老理论无法解释自然界的所有衰老模式,这意味着对衰老的解释再次成为一个悬而未决的问题。

另一种适应性理论通过提出衰老的积极后果为这个问题提供解决方案。例如,在不断变化的环境中,衰老和死亡对个体更有利,因为这样可减少竞争,而竞争会阻碍基因组成更好、适应性更强的后代的生存和繁衍。然而,只有当个体周围几乎都是近亲时,这种情况才适用。否则,在有性繁殖过程中,未衰老的个体会从老龄化群体中“窃取”更好的或更适合于环境变化的基因,显著的衰老现象就不会出现。

研究人员此次开发了计算机模型,以在受控环境下模拟生物种群和基因的长期进化过程。运行该模型后,他们发现,衰老确实可加速进化。这在不断变化的世界中是有利的,因为更快的适应环境可加速找到适合生存的特征,从而有利于后代基因的生存和传播。这意味着衰老可成为一种有利的特征,并受到自然选择的青睐。

 
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