Старение. Почему эволюция убивает? - Петр Владимирович Лидский

в контексте вязкой популяции, где сексуальные партнеры родственны друг другу. Если животные часто взаимодействуют с особями, не являющимися их родственниками, популяция не является вязкой и модель предсказывает снижение селективного давления на более короткую продолжительность жизни самцов. У эволюции может не быть весомых причин жертвовать самцами, чтобы защитить от заражения неродственных им самок. Поэтому разница в продолжительности жизни между полами может снижаться.

Однако у многих видов птиц самки стареют быстрее самцов, то есть разница в скорости старения не просто исчезает, а меняет знак! Каковы могут быть эволюционные выгоды короткой жизни у самок? Модель контроля патогенов предполагает по меньшей мере две потенциальные причины: асимметрию стерилизации патогенами и вертикальную передачу (о ней мы говорим чуть ниже). В конце концов, обе эти причины сходятся в одном — патогены могут влиять на фертильность самок больше, чем на фертильность самцов.

Патогены могут использовать стерилизацию самок для увеличения собственного распространения и приводить к эволюции меньшей продолжительности жизни у самок.

Патогены, передаваемые половым путем, могут использовать стерилизацию как часть стратегии репликации. Если самка не беременеет, она может поменять сексуального партнера, тем самым повышая вероятность передачи заболевания. В то же время стерильность у самцов не изменяет их полового поведения. Таким образом, возбудители заболеваний, передаваемых половым путем, могут в первую очередь подавлять фертильность самок, а не самцов. Если это так, то эволюционная ценность самок может падать с возрастом быстрее, чем самцов и, таким образом, их меньшая продолжительность жизни может быть эволюционным преимуществом.

Передача возбудителя от матери к ребенку (вертикальная передача) может вести к эволюции меньшей продолжительности жизни у самок.

Самки интенсивно контактируют с потомством. Это проявляется у живородящих видов во время беременности. У большинства видов млекопитающих и птиц самки обычно ухаживают за детенышами и, следовательно, имеют больше шансов заразить их. По этой причине эволюционная ценность инфицированных самок может быть ниже, чем инфицированных самцов. Этот эффект похож на стерилизацию, так как в конечном итоге он также уменьшает плодовитость инфицированной самки через уменьшение плодовитости ее потомства.

Моделирование и экологические исследования должны показать, может ли различие в продолжительности жизни самцов и самок формироваться в зависимости от мобильности, типов брачных систем, вызываемой патогенами стерилизации и вертикальной передачи инфекции от родителя к потомству.

Интересным объектом для этих исследований могут быть летучие мыши. Если гипотеза контроля патогенов верна, то у короткоживущих видов летучих мышей, популяции которых достаточно вязкие для отбора на более короткую продолжительность жизни, самки должны жить дольше, чем самцы, как и у большинства других млекопитающих. Напротив, у долгоживущих видов, чья популяционная структура, согласно предсказаниям модели, должна быть менее вязкой и более похожей на птичью, самцы должны жить дольше самок, как у птиц.

Глава 44

Является ли менопауза эволюционной причиной или следствием старения?

Еще одна тема, которая заслуживает обсуждения в контексте гендерных отношений, — менопауза, то есть естественное женское бесплодие, наступающее в среднем после пятидесяти лет. Часто можно услышать аргумент о том, что люди, и особенно женщины, живут так долго, поскольку могут помогать растить внуков, и если бы они не участвовали в воспитании внуков, то жили бы меньше. Эта логика предполагает, что снижение фертильности в старших возрастных группах (менопауза) уже существует у других животных. Старение остального тела, согласно этой логике, нейтрально и влияет на животных только в пострепродуктивном возрасте, когда их эволюционная ценность становится нулевой 57. Пожилые женщины имеют ненулевую эволюционную ценность из-за того, что заботятся о внуках, и это объясняет, почему они живут после наступления менопаузы.

Эти аргументы имеют фундаментальный дефект: снижение рождаемости с возрастом берется как изначальная предпосылка и принимается без каких-либо эволюционных доводов. У некоторых видов, таких, например, как гренландские киты, самки могут сохранять фертильность на протяжении по меньшей мере столетия [138]. Половое созревание гренландской акулы происходит только к ста пятидесяти годам. Таким образом, зародышевая линия может оставаться функциональной в течение длительного периода времени, и нет никаких физиологических причин, кроме старения, по которой плодовитость должна снижаться с возрастом. Именно старение является причиной снижения репродуктивной способности, а не наоборот.

Если мы примем, что старение является причиной снижения фертильности, то в чем тогда эволюционная причина появления менопаузы? Предположим, что старение возникло как средство

Рис. 39. Эволюционные предпосылки менопаузы.

Эволюционная ценность самок животных состоит из двух компонентов: с одной стороны, самки производят и выхаживают собственных детенышей, и из-за старения эта способность уменьшается. С другой стороны, самки способны передавать полезные навыки не только собственным детенышам, но и своим внукам, и эта способность возрастает с возрастом из-за накопления когнитивного опыта. У видов с высоким интеллектом и сложным поведением стоимость самок как носителей опыта очень высока, и в некоторых случаях она может даже превышать ценность их способности к деторождению. В этом случае для эволюции может оказаться выгодным полностью устранить способность самки рожать собственных детенышей, чтобы сконцентрировать их энергию на обучении внуков.

борьбы с инфекциями много миллионов лет назад и является эволюционно устойчивым, поскольку помогает контролировать и предотвращать эпидемии. Итак, продолжительность жизни животных ограничена, а старение — это механизм, обеспечивающий ограничение продолжительности жизни. Каждая самка имеет эволюционную ценность и как потенциальная мать, которая может родить и выходить детенышей, и как наставница, которая может передавать детям или внукам полезные поведенческие навыки. Здоровье пожилых самок ухудшается из-за старения, роды становятся физически трудными и могут привести к смерти матери и ребенка. Однако ценность пожилых самок в качестве наставниц, вероятно, только возрастает по мере накопления ими опыта. Интеллектуальные виды имеют сложное поведение, которое требует многих часов обучения, — в этом случае ценность самок как наставниц может перевесить их остаточную репродуктивную ценность.

Таким образом, менопауза, вероятно, развилась, чтобы подавить остаточное неэффективное размножение пожилых самок и полностью переключить их энергию на воспитание внуков. Действительно, менопауза встречается только у людей, косаток и некоторых других видов китообразных, для которых характерен высокий интеллект и сложное поведение.

В таком случае менопаузу следует рассматривать как вторичную адаптацию к старению в видах с высоким интеллектом. Эта модель, называемая гипотезой бабушек [139], не перекрывается непосредственно гипотезой контроля патогенов, а дополняет ее, объясняя эволюцию менопаузы.

57 Некоторые исследователи даже строят эволюционную модель старения, а не только менопаузы, на неизбежном снижении рождаемости. Ниже мы выясним, почему это круговое рассуждение.

Глава 45

Влияние окружающей среды на пластичность старения: размножение, питание и рост

Мы почти закончили разгадывать загадки, которые обозначили в первой