Почему мы стареем и умираем?

Исследование ДНК полумиллиона добровольцев подтвердило старую эволюционную теорию о том, почему наши тела со временем изнашиваются.


В 19 веке немецкий биолог Август Вайсман утверждал, что механизмы жизни неизбежно изнашиваются со временем. Смерть развилась «в интересах вида», заявил он. Она уничтожает слабых, старых особей, чтобы они не конкурировали с молодыми.

Это объяснение никогда не имело смысла для Джорджа Уильямса, американского эволюционного биолога. Естественный отбор действует только на гены, передающиеся от одного поколения к другому. Что происходит в конце жизни животного не может оказывать влияния на ход эволюции.

Уильямс пришел к мысли, что старение может быть неизбежным побочным эффектом естественного отбора. В 1957 году он предложил новую теорию: генетические мутации, увеличивающие плодовитость животного, также могут причинить вред позднее в жизни. На протяжении многих поколений эти мутации создадут бремя, которое в конечном итоге приведет к смерти.

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, укрепляет теорию Уильямса с помощью огромной базы данных генетического материала человека. Исследователи обнаружили сотни мутаций, которые могут увеличить плодовитость молодого человека и связаны с повреждениями организма впоследствии.

В прошлом уже проводились небольшие исследования, которые уже частично подтвердили теорию Уильямса. В 2007 году, например, команда исследователей, изучавших маленького червя, нашла пару мутаций, которые увеличили продолжительность жизни существа, одновременно уменьшив среднее число его потомства.

Однако Джианжи Чжан, эволюционный биолог из Мичиганского университета, не был удовлетворен этими экспериментами.


— Джианжи Чжан.

Доктор Чжан обратился к биобанку Великобритании, базе данных, содержащей генетический материал полумиллиона добровольцев из Британии, а также информацию о их здоровье и жизненном опыте. Биобанк позволил ученым открыть тонкие связи между генетическими вариациями и тысячами характеристик, таких как повышенное кровяное давление, шизофрения и курение.

Работая вместе с доктором Эрпингом Лонгом, медицинским исследователем, ныне работающим в Китайской академии наук, доктор Чжан изучал базу данных в поисках информации о размножении и долголетии. Ученые обнаружили, что генетические вариации, связанные с плодовитостью, такие как количество детей у добровольца, также связаны со сокращением продолжительности жизни.

Более того, варианты, влияющие на размножение, почти в пять раз чаще влияли на продолжительность жизни, чем варианты, не имевшие никакого отношения к размножению. А варианты, полезные для размножения, гораздо чаще оказывались вредными для долгой жизни.

Доктор Чжан и доктор Лонг также обнаружили, что у добровольцев с большим количеством вариантов, способствующих размножению, были немного меньшие шансы дожить до 76 лет. Все эти результаты указывают на то, что Джордж Уильямс был прав и старение является, по сути, побочным эффектом влияния естественного отбора на плодовитость.


— Джианжи Чжан.

Чжан и доктор Лонг также обнаружили доказательства, указывающие на то, что эта эволюция не остановилась где-то в нашем далеком прошлом. Люди, родившиеся в 1965 году, в базе данных имели большее количество вариантов, способствующих размножению, по сравнению с людьми, родившимися в 1940 году.

Идея о том, что варианты, способствующие плодовитости, сокращают продолжительность жизни, может показаться парадоксальной, учитывая, насколько долго люди живут в наши дни. В Великобритании, например, средняя продолжительность жизни составляет около 80 лет, в то время как сто лет назад она была равна примерно 59 лет.

Доктор Чжан отметил, что мутации, которые он и доктор Лонг идентифицировали, оказывают только незначительное влияние на продолжительность человеческой жизни. По мере того как варианты становятся более распространенными, окружающая среда меняется кардинально, благодаря лучшей пище и медицине снижается детская смертность, помогая большему числу людей достичь более старшего возраста.