Тень выделения - Selection shadow

(а) Выживаемость популяции уменьшается с возрастом, но скорость воспроизводства остается постоянной. (б) Вероятность воспроизводства достигает пика в раннем возрасте, при достижении половой зрелости, а затем неуклонно снижается с возрастом индивидуума, при этом оставшаяся доля популяции уменьшается с возрастом, когда они входят в тень отбора.

В тень выделения это концепция, связанная с эволюционные теории старения в котором говорится, что давление отбора на индивидуальное уменьшение по мере того, как индивидуум стареет и проходит половая зрелость, в результате чего получается «тень» времени, где селективный фитнес не считается. На протяжении поколений это приводит к неадаптивным мутациям, которые накапливаются в более позднем возрасте из-за того, что старение не адаптируется к репродуктивной способности.^[1] Концепция была впервые разработана Дж. Б. С. Холдейн и Питер Медавар в 1940-х годах, когда Медавар создал первый графическая модель.^[1]

Модель

Модель, разработанная Медаваром, утверждает, что из-за опасных условий и давления со стороны окружающей среды, включая хищников и болезни, большинство особей в дикой природе умирают вскоре после половой зрелости. Следовательно, существует низкая вероятность того, что люди доживут до преклонного возраста и пострадают от последствий, связанных с старение. В сочетании с этим эффекты естественного отбора уменьшаются с возрастом, так что более поздние индивидуальные способности игнорируются силами отбора.^[1] Это приводит к выгодным мутации не отбираются, если они дают только положительный результат в более позднем возрасте, а в более позднем возрасте не отбираются вредные мутации. Из-за того, что приспособленность особи не подвергается влиянию после того, как она вышла из своего репродуктивного пика, более поздние мутации и эффекты считаются находящимися в «тени» отбора.^[2]

Эта концепция позже была адаптирована в 1952 году Медавара. гипотеза накопления мутаций, который сам был расширен Джордж К. Уильямс в его 1957 гипотеза антагонистической плейотропии.^[1]

Классическое требование и ограничение модели состоит в том, что количество особей в популяции, дожившей до старение должно быть небольшое количество. Если это не так для популяции, то эффекты старости не будут находиться в тени отбора, а вместо этого повлияют на адаптацию и эволюцию популяции в целом. В то же время, однако, это требование было поставлено под сомнение из-за растущих доказательств того, что старение более распространено в диких популяциях, чем ожидалось ранее, особенно среди птиц и млекопитающих, в то время как эффекты тени отбора остаются.^[3]

Модель пробирки Медавара

Питер Брайан Медавар, ученый / биолог, стоящий за теорией пробирки. Эта теория была создана, чтобы продемонстрировать, как старые пробирки постоянно заменяются, когда они ломаются, тем самым уменьшая количество старых пробирок с течением времени. Пробирки были символами отдельных субъектов вида.

Медавар разработал теоретическую модель, чтобы продемонстрировать свой мыслительный процесс, который объясняет, что большинство животных умрут до того, как старение станет основной причиной смерти этого животного. Это может быть связано с факторами окружающей среды, такими как сильные штормы, засуха, пожары и хищники. Медавар хотел продемонстрировать эту возможность, используя пробирки, чтобы донести свою точку зрения. Пробирки будут использоваться для представления популяций видов.^[4] Если бы одна из этих пробирок теоретически сломалась, это означало бы смерть отдельного животного. Затем случайным образом пробирки разбивались в популяции, чтобы модель оставалась реалистичной. Разбитые пробирки будут заменены на новые, что будет означать рождение нового животного в популяции.^[4] Со временем модель показала, что пробирки старше определенного возраста будут уменьшаться в популяции по мере того, как будут вставлены новые пробирки. Общие результаты мысленной модели Медавара продемонстрировали экспоненциальное снижение кривой выживаемости, что привело к тому, что популяция имела период полураспада.^[4] Тогда будет труднее поддерживать количество пожилых животных или пробирок в популяции, и в конечном итоге они умрут. Медавар создал эту модель, чтобы в конечном итоге объяснить, что реально произойдет в реальной жизни.

Критика

Некоторые ученые, однако, раскритиковали идею старения как неадаптивной, вместо этого приняв теорию "смерть по замыслу ". Эта теория следует за работой Август Вейсманн, в котором говорится, что старение развилось как приспособление, и не согласен с моделью Медавара как воспринимаемого чрезмерного упрощения влияния, которое более старые организмы оказывают на эволюцию. Также утверждается, что более старые организмы имеют более высокую репродуктивную способность из-за того, что они лучше приспособлены для достижения своего возраста, а не их способности равны, как в расчетах Медавара.^[5]

Рекомендации

1. Фабиан, Даниэль; Флатт, Томас (2011). «Эволюция старения». Scitable. Издательская группа Nature. Получено 20 мая, 2014.
2. Флатт, Томас; Шмидт, Пол С. (18 июля 2009 г.). «Интеграция эволюционной и молекулярной генетики старения» (PDF). Biochimica et Biophysica Acta. Эльзевир. 1790 (10): 951–962. Дои:10.1016 / j.bbagen.2009.07.010. ЧВК  2972575. PMID  19619612. Получено 20 мая, 2014.
3. Турбилл, Кристофер; Руф, Томас (6 августа 2010 г.). «Старение более важно в естественной жизни долгожителей, чем короткоживущих млекопитающих». PLOS One. Публичная научная библиотека. 5 (8): e12019. Bibcode:2010PLoSO ... 512019T. Дои:10.1371 / journal.pone.0012019. ЧВК  2917356. PMID  20700508.
4. «Гипотеза Медавара - старение незначительно влияет на физическую форму». www.programmed-aging.org. Получено 2020-04-13.
5. Лахович, Мирослав; Менкиш, Яцек (20 апреля 2009 г.). От генетики к математике. Сингапур: Всемирный научный. п. 39. ISBN  978-9812837257. Получено 25 мая, 2014.