Wissenschaftler finden heraus, dass Seneszenz die Evolution beschleunigen kann

Das Geheimnis des Alterns fasziniert die Menschen seit Jahrtausenden und viele sind bereit, alles zu tun, um diesen Prozess aufzuhalten oder umzukehren, da Altern typischerweise mit einer allmählichen Verschlechterung der meisten Körperfunktionen verbunden ist. Während Seneszenz ein natürlicher Teil des Lebens ist, wissen Biologen überraschend wenig über die Entstehung dieses Prozesses während der Evolution.

Es ist nicht klar, ob Alterung unvermeidlich ist, denn es gibt Organismen, die scheinbar überhaupt nicht altern; Darüber hinaus gibt es das Phänomen, das als negatives Altern oder Verjüngung bekannt ist: Beispielsweise verbessern sich die Vitalfunktionen einiger Schildkröten mit zunehmendem Alter.

Forscher des Instituts für Evolution unter der Leitung des Akademiemitglieds Eörs Szathmáry haben versucht, die Gültigkeit einer zuvor vorgeschlagenen, aber noch unbewiesenen Theorie des Alterns zu beweisen. Die Theorie legt nahe, dass die Evolution unter den richtigen Umständen die Verbreitung von Genen begünstigen kann, die die Seneszenz steuern.

Die Forschung ist veröffentlicht im Tagebuch BMC-Biologie.

Um die Hypothese zu testen, verwendeten die Forscher ein von ihnen entwickeltes Computermodell. Bei diesem Modell handelt es sich um einen Algorithmus, der in der Lage ist, langfristige Prozesse in Populationen von Organismen und Genen unter von den Wissenschaftlern kontrollierten Bedingungen zu simulieren. Im Wesentlichen können mit solchen Modellen Evolutionsszenarien durchgespielt werden, die Ergebnisse innerhalb weniger Stunden statt über Millionen von Jahren liefern. Moderne Evolutionsforschung wäre ohne Computermodellierung undenkbar.

Die grundlegende Frage der Forschung war einfach: Gibt es eine Bedeutung des Alterns? Hat es eine evolutionäre Funktion oder ist es tatsächlich ein bitteres und tödliches Nebenprodukt des Lebens?

„Das Altern kann eine evolutionäre Funktion haben, wenn es eine Selektion zur Seneszenz gibt. In unserer Forschung wollten wir diese Selektion aufdecken“, sagt Szathmáry. „Nach klassischen Erklärungen tritt Alterung in den Populationen auch ohne Selektion auf. Das liegt daran, dass Individuen früher oder später auch ohne Alterung sterben würden (infolge von Krankheit oder Unfällen), wodurch die Kraft der natürlichen Selektion in der Population schwächer würde.“ und schwächer.

„Dies schafft die Möglichkeit, dass sich Gene ansammeln, die sich negativ auf chronologisch alte Individuen auswirken (und so zu Seneszenz führen). Das würde bedeuten, dass das Altern nur eine Nebenfolge der Evolution ist und keine Anpassungsfunktion hat.“

Im letzten Jahrhundert wurden unter Verwendung verschiedener biologischer Mechanismen mehrere Evolutionstheorien zur Erklärung des unvermeidlichen Alterns formuliert, das keine positive Funktion hat. Mehrere Wissenschaftler akzeptierten diese Annahme als Tatsache, aber als nicht alternde Organismen entdeckt wurden, stellten immer mehr Forscher die Unvermeidlichkeit der Seneszenz in Frage und schlugen vor, dass das Altern möglicherweise auch einige Vorteile haben könnte.

„In der Evolutionsbiologie-Gemeinschaft hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass die klassischen nicht-adaptiven Alterungstheorien nicht alle Alterungsmuster der Natur erklären können, was bedeutet, dass die Erklärung des Alterns wieder einmal zu einer offenen Frage geworden ist“, sagt Szathmáry.

„Alternative adaptive Theorien bieten Lösungen für dieses Problem, indem sie positive Folgen der Seneszenz vorschlagen. Beispielsweise ist es möglich, dass in einer sich verändernden Umwelt Altern und Tod für den Einzelnen vorteilhafter sind, weil auf diese Weise die Konkurrenz, die das Überleben und die Fortpflanzung behindert, entsteht.“ die anpassungsfähigeren Nachkommen mit besseren Genzusammensetzungen können verringert werden.“

Dieses Szenario trifft jedoch nur dann zu, wenn die Personen überwiegend von ihren Verwandten umgeben sind. Andernfalls „stehlen“ die nicht alternden Individuen während der sexuellen Fortpflanzung den Mitgliedern der alternden Bevölkerung die besseren (die sich besser an die veränderte Umgebung anpassen) Gene, und daher verschwindet die signifikante Seneszenz.

Nach der Durchführung des Modells stellten die Biologen fest, dass Alterung tatsächlich die Evolution beschleunigen kann. Dies ist in einer sich verändernden Welt von Vorteil, da durch die schnellere Anpassung schneller geeignete Merkmale gefunden werden können und so das Überleben und die Verbreitung nachkommender Gene unterstützt werden. Das bedeutet, dass Seneszenz zu einem vorteilhaften Merkmal werden und durch natürliche Selektion begünstigt werden kann.