Модель доказала существование эволюционной программы смерти
Ученые из Великобритании открыли необычный эволюционный механизм, который заставляет часть червей-нематод умереть раньше времени, если колонии угрожает нехватка пищи. Описание исследования опубликовал научный журнал Aging Cell. "Мы уже много десятилетий знаем, что апоптоз – запрограммированная смерть клеток – полезна для многоклеточных живых существ. Теперь же мы начинаем понимать, что существует и запрограммированная смерть организмов, которая приносит пользу всей их популяции или колонии", – отметил один из авторов работы, биолог из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) Евгений Галимов.
В последние годы среди ученых возобновились споры о том, что представляет собой процесс старения людей и всех многоклеточных животных. Часть из них предполагает, что этот процесс не случаен, его контролирует своеобразная "программа смерти". Она представляет собой взаимосвязанный набор генов, которые заставляют тело стареть и умирать, уступая место новому поколению людей или прочих живых существ. Другие ученые полагают, что старение по своей природе абсолютно случайно, оно происходит само по себе в результате накопления мутаций и случайных поломок в клетках. Как показали недавние опыты ученых из Рочестерского университета (США), очистка тела червей от поврежденных клеток при помощи генной терапии заметно продлила им жизнь.
Наблюдая за жизнью колоний червей-нематод вида Caenorhabditis elegans, Галимов и его коллега Дэвид Гемс заметили крайне интересный пример генетической "программы смерти". Несколько лет назад биологи заметили, что если из ДНК этих беспозвоночных удалить определенные гены, то они живут гораздо дольше. Это говорит о том, что эти гены напрямую сокращают продолжительность их жизни. В результате биологи задумались о том, какие факторы могут включать подобные "гены смерти".
Ученые предположили, что они существуют благодаря тому, что могут помогать всей популяции нематод выживать в тех условиях, когда количество пищи в среде обитания резко ограничено. В таком случае ранняя смерть пожилых особей освободит ресурсы для молодых сородичей. Британские биологи проверили, так ли это на самом деле, создав компьютерную модель колонии Caenorhabditis elegans. Это сообщество червей было разделено на две группы: "альтруистов", которые умирали ради блага колонии, и "эгоистов", которые не собирались этого делать, пользуясь освободившимися ресурсами в своих личных целях.
Эти расчеты показали, что появление "эгоистов" не мешало выживанию всей популяции нематод. Как правило, шансы на ее эволюционный успех в первую очередь зависели от того, как быстро умирали взрослые особи, когда они начинали размножаться и насколько активно они потребляли пищу, а не от количества эгоистичных особей. Это объясняет результаты наблюдений британских ученых и говорит о том, что подобное самопожертвование может возникнуть эволюционным путем.
"Следует понимать, что такая программа самопожертвования может работать только в очень специфических условиях, когда популяции неродственных друг другу индивидов не взаимодействуют друг с другом. Поэтому, наши выводы нельзя использовать для того, чтобы объяснить существование старения среди людей, однако они хорошо описывают поведение популяций многих колониальных микробов", – подытожил Гемс.
