Ewolucyjnie zmierzamy do długowieczności
Naukowcy przebadali ponad 200 tysięcy ludzkich DNA żeby określić, w jaką stronę pokieruje nas ewolucja w ciągu najbliższych dwóch pokoleń. Okazuje się, że stopniowo znikają szkodliwe mutacje, które skracają nasze życie. Czy będziemy żyć dłużej? I jakie właściwie ewolucyjne korzyści wypływają z długowieczności?
Przeprowadzone z ogromnych rozmachem badania ludzkiego genotypu wykazać miały w którą stronę zmierza ewolucja człowieka. Ich wyniki sugerują, że selekcja naturalna zdecydowanie wycofuje się z bolesnych dla naszego gatunku mutacji, które skrócają ludzkie życie. Właśnie opublikowane wyniki badań uwzględniające dane z DNS 215 tysięcy ludzi są jedną z pierwszych prób określenia w którą stronę podąży ewolucja człowieka w ciągu najbliższych dwóch pokoleń.
Projekt oparty jest o kompilację wielkich genetycznych baz danych z USA i Wielkiej Brytanii (wyniki dotyczą więc tylko części ludzkości, a nie całego gatunku). By określić, które elementy ludzkiego genomu mogą ewoluować, przeszukano te bazy pod kątem mutacji, których poziom występowania zmieniał się w przekroju przez kolejne grupy wiekowe. Dla każdej badanej osoby ustalany był też wiek śmierci jej i jej rodziców (o ile ta miała miejsce).
– Jeśli dany wariant genetyczny ma służyć przetrwaniu, częstotliwość jego występowania będzie się zwiększać wraz z wiekiem jednostek pozostających przy życiu – wyjaśnia prowadzący projekt Hakhamanesh Mostafavi, biolog ewolucyjny z Columbia University w Nowym Jorku. Ludzie cechujący się szkodliwym wariantem genetycznym umierają szybciej, więc wariant staje się rzadszy w starszej części populacji.
Zespół H. Mostafavi przetestował ponad osiem milionów często występujących mutacji i znalazł dwie, które wraz z wiekiem badanych występują coraz rzadziej. Wariant genu APOE silnie związana z chorobą Alzheimera zdecydowanie rzadziej występował u kobiet po 70 roku życia. A mutacja genu CHRNA3 mająca wpływ na uzależnienie od palenia papierosów zaczyna zanikać już w części populacji będącej w średnim wieku.
Nie jest to jeszcze jednak świadectwo „ewolucji w działaniu”. Długie życie z perspektywy ewolucyjnej nie jest tak ważne jak życie owocne pod kątem reprodukcji – posiadanie wielu dzieci, które przetrwają do dorosłości i będą miały kolejnych potomków. Mutacje, które podnoszą śmiertelność w wieku poprodukcyjnym mogą być odbierane jako neutralne i nie mające selekcyjnego znaczenia.
Zdaniem H. Mostafavi o tym, że jednak jest to świadectwo działania ewolucji świadczy to, że znaleziono tylko dwa geny, tak dobrze odpowiadające tym zależnościom, a wedle wszelkiego prawdopodobieństwa powinno ich być znacznie więcej. Wygląda więc na to, że pozostałe zostały już wyeliminowane przez ewolucję.
Ścieżki długowieczności
Pozostaje otwartą sprawą, jak działające w późniejszym wieku mutacje obniżają wcześniej sprawność genetyczną jednostek, czyli ich zdolności do reprodukcji i rozprzestrzeniania genów.
Autorzy zauważają, że w przypadku mężczyzn długość życia może wpływać na liczbę posiadanych dzieci, ale nie jest to wystarczająco dobry argument. Badacze zastanawiają się więc, dlaczego długowieczność ma znaczenie i proponują dwie odpowiedzi.
Po pierwsze, rodzice, którzy dotrwają do późnego wieku mogą lepiej zająć się swoimi dziećmi i wnukami, podnosząc tym samym szanse kolejnego pokolenia na przetrwanie i reprodukcję. Tę koncepcję określono jako „hipoteza babci” (grandmother hypothesis) i wydaje się ona dobrze tłumaczyć dlaczego kobiety żyją zwykle znacznie dłużej niż do okresu menopauzy.
Po drugie, istnieje możliwość, że warianty genów, które w wyraźny sposób szkodzą w podeszłym wieku mogą – w jakiś subtelny sposób – działać negatywnie już na wcześniejszych etapach życia. Jak jednak zauważa Iain Mathieson genetyk populacji z University of Pennsylvania w Filadelfii, żeby dostrzec drobne efekty występujące wedle tej tezy, należałoby przeprowadzić niezwykle obszerne obserwacje.
Zdaniem Jonathana Pritcharda, genetyka ze Stanford University w Kalifornii, Bardzo ciekawym zjawiskiem do przebadania jest genetyczne uwarunkowanie opóźnionego macierzyństwa. Tu miała by wyraźne znaczenie relacja długowieczności i wydłużonej płodności. W tym przypadku faktorem kulturowym nie do pominięcia jest bogactwo i wykształcenie, które wiążą się bezpośrednio z późniejszym posiadaniem dzieci. Oprócz tego jednak, zdaniem Pritcharda, istnieje ewolucyjny kompromis między płodnością a długowiecznością. Było on wcześniej obserwowany u innych zwierząt i udowodnienie tej zależności u ludzi byłoby naprawdę interesujące.
Naukowcy zgodnie jednak przyznają, że rzetelnie przeprowadzone i dające naprawdę wyraźne efekty badania nad kierunkami bieżącej ewolucji człowieka byłyby bardzo trudnym i zakrojonym na naprawdę szeroką skalę przedsięwzięciem. Wymagałyby to przebadania występowania danej mutacji w dużej populacji jednego pokolenia, następnie wśród dzieci tej populacji, a później jeszcze ich wnuków. Z pewnością jednak naukowcy nie oddadzą tej dziedziny bez walki.
Praca omawiająca powyższe badania opublikowana została w czasopiśmie „PLoS Biology”. Mostafavi, H. et al. PLoS Biol. 15, e2002458 (2017)
Nature doi:10.1038/nature.2017.22565
Opracowano na podstawie artykułu Bruno Martin, Massive genetic study shows how humans are evolving opublikowanego na stronie Nature News & Comment.
