Ein Problem für Darwin: Warum altern und sterben wir lieber als ewig zu leben?

Was würde Darwin sagen? Es ist die Frage, die ich zuerst stelle, wenn ich nach einer Antwort auf irgendetwas Biologisches suche. Wer bin ich, um mit Theodosius Grygorovych Dobzhansky zu argumentieren, der einen Aufsatz mit dem berühmten Titel "Nichts in der Biologie macht Sinn, außer im Lichte der Evolution."

Das Altern stellt jedoch ein offensichtliches Paradox für die Evolutionstheorie dar. Die Grundvoraussetzung der Evolution – natürliche Selektion – ist, dass einige zufällig erscheinende Merkmale besser zum Überleben geeignet sind als andere. Individuen mit diesen bevorzugten Eigenschaften werden überleben, um sie an neue Generationen weiterzugeben. Unter den Menschen ist die geistige Schärfe – die Fähigkeit, Jagd und Sammeln zu planen – und die körperliche Leistungsfähigkeit – die Fähigkeit, die Jagd und das Sammeln auszuführen, zwei der menschlichen Eigenschaften, die mit großem Erfolg überlebten und sich entwickelten.

Aber mit dem Altern kommt Demenz und Gebrechlichkeit. Wo liegt der Vorteil darin?

Leonid A. Gavrilov und Natalia S. Gavrilova in "Evolutionstheorien von
Altern und Langlebigkeit "(The Scientific World Journal, 2002) fragen, wie es dazu kommt, dass die Evolution zu" bizarr schädlichen Eigenschaften wie Seneszenz und degenerativen Krankheiten des späten Lebens statt zu ewiger Jugend und Unsterblichkeit führt ". Wie kommt es, dass, nachdem der wunderbare Erfolg, der uns von einer einzigen Zelle bei der Empfängnis durch die Geburt und dann zu sexueller Reife und produktivem Erwachsensein geführt hat, das Entwicklungsprogramm der biologischen Evolution versagt hat, um die Errungenschaften seiner eigenen Arbeit aufrechtzuerhalten? "

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Die Gavrilovs weisen auf eine andere evolutionäre Eigenart des Alterns hin. Es ist offensichtlich, dass die Alterung lange nach der notwendigen Lebensdauer stattfindet, um unsere Spezies fortzuführen – "außerhalb der Reichweite der natürlichen Selektion". Denn wenn die natürliche Selektion – auf einfache Weise – der Kampf um die Reproduktion ist, wird dieser Job Jahrzehnte vor den negativen Auswirkungen von Altern.

Vor einigen Jahren besuchte ich einen Vortrag des Evolutionsbiologen Richard Levins, in dem er feststellte, dass Menschen eine Lebenserwartung von nur fünfundzwanzig haben müssen, um den Fortbestand der Art zu gewährleisten. Wir sind gut gerüstet, um uns als Teenager fortzupflanzen, und eine Lebenserwartung von fünfundzwanzig ließ uns genug junge Älteste übrig, um die gesamte Menge an Kultur weiterzugeben, die benötigt wird, um auf der afrikanischen Ebene zu unserer gegenwärtigen biologischen Form zu gelangen. Nicht nur das Alter, sondern das mittlere Alter scheint für das Überleben völlig irrelevant zu sein.

Die Co-Entdeckung der natürlichen Selektion, Alfred Rusell Wallace, stellte den "programmierten Tod" als eine Erklärung für das Altern auf, "… wenn ein oder mehrere Individuen eine ausreichende Anzahl von Nachfolgern zur Verfügung gestellt haben, als Konsument von Nahrung in einem ständig zunehmenden Ausmaß, sind eine Verletzung dieser Nachfolger. Die natürliche Selektion bestreitet sie deshalb. "

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Das erinnert mich an das Buch, das Spiel und den Film "On Borrowed Time", in dem ein Mann den Tod in einem Baum gefangen hält. Aber er kommt, um die Konsequenzen zu sehen, dass nichts stirbt – Menschen, die unter unerfüllten Schmerzen leiden, und knappe Ressourcen für alle. Schließlich lässt er den Tod aus dem Baum, so dass der Kreislauf von Leben und Tod weitergehen kann.

Leider scheint die programmierte Theorie des Todes – der Tod hat einen Wettbewerbsvorteil für eine Spezies, wenn nicht für ein Individuum – keine empirische Unterstützung zu haben. Tiere in Gefangenschaft und Menschen in unserer modernen Zivilisation leben viel länger als in der Wildnis, so dass es scheint, dass die natürlichen Lebensdauern für die Auswahl des programmierten Todes im Alter einfach nicht lang genug sind.

Altern stellt das dar, was die Gavrilovs ein "Timing-Problem" nennen, denn: "Viele Manifestationen des Alterns geschehen nach der Fortpflanzungszeit von sich entwickelnden Organismen in Zeiten, die außerhalb der Reichweite natürlicher Selektion liegen."

Und sie schlagen zwei – nicht gegenseitig ausschließende – Evolutionstheorien vor, um das Altern zu erklären.

Die Mutationsakkumulationstheorie verkörpert die Idee, dass, obwohl Merkmale, die sich auf das Altern beziehen – wir reproduzieren, bevor wir älter werden – nicht für das Überleben ausgewählt werden, sie nicht ausgewählt werden. Ein mutiertes Gen, das Kinder tötet, wird nicht an die nächste Generation weitergegeben, aber ein negatives Gen – z. B. die Alzheimer-Krankheit – ist neutral gegenüber der natürlichen Selektion. Im Laufe der Zeit werden diese Gene nicht nur an die nächste Generation weitergegeben, sondern überleben und akkumulieren sich in der menschlichen Bevölkerung.

Im Zusammenhang mit der Mutationsakkumulation steht die antagonistische Pleiotropie-Theorie, die besagt, dass einige Gene, die einen Überlebenswert für die Fortpflanzung haben, negative Auswirkungen mit sich tragen, wenn wir altern. Pleiotrope Gene haben mehr als einen Effekt – im Altern, antagonistische Effekte. Angenommen, es gäbe ein Gen, das das Wachstum von Kalzium fördert. Das ist gut in der Jugend. Starke Knochen fördern das Überleben von Menschen, die sich als Jäger und Sammler entwickeln, aber Kalzifizierung fördert die Arthritis im Alter. Was für die Fortpflanzung gut ist, kann für die Langlebigkeit nicht gut sein.

Hinter all dem steht die Idee, dass in der Umwelt, in der sich der Mensch entwickelt, das Altern selbst kein normaler Teil des menschlichen Lebenszyklus ist. Noch im Mittelalter war die Lebenserwartung der Menschen nur ungefähr das Alter von Richard Levins, das für das Überleben der Art notwendig war – etwa 25 Jahre.

Wir altern anscheinend, weil die Gene für das Altern entweder neutral für die natürliche Selektion sind oder die negativen Nebenwirkungen von Genen, die früher im Leben das Überleben und die Fortpflanzung fördern.

Für die Wissenschaft ist das Altern tatsächlich ein neues Phänomen, das sozusagen in den Kinderschuhen steckt.

In zukünftigen Postings werde ich über die Evolution hinausgehen und einige der Mechanismen des Alterns betrachten – unabhängig von ihrem biologischen Ursprung.

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Referenz: Gavrilov, LA und Gavrilova, NS (2002) Evolutionstheorien des Alterns und der Langlebigkeit. TheScientificWorldJOURNAL 2, 339-356.