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Pourquoi l'évolution ne prolonge-t-elle pas notre vie ?

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Pourquoi l'évolution ne prolonge-t-elle pas la vie des humains ou de toute autre espèce ?

L'évolution ne favoriserait-elle pas une longue vie ?


Pourquoi vieillissons-nous est une question classique en biologie évolutive. Il y a plusieurs choses à considérer lorsque nous pensons à la façon dont les gènes qui causent la maladie, le vieillissement et la mort évoluent.

Une explication de l'évolution du vieillissement est la accumulation de mutations (MA) hypothèse. Cette hypothèse de P. Medawar affirme que les mutations causant des effets délétères (dommageables) en fin de vie peuvent s'accumuler dans le génome plus que des maladies qui causent des maladies en début de vie. En effet, la sélection sur les mutations tardives est plus faible. Les mutations qui causent la maladie au début de la vie réduiront plus sévèrement la forme physique de son porteur que les mutations à action tardive. Par exemple, si l'on dit dans une espèce imaginaire que tous les individus cessent de se reproduire à 40 ans et qu'une mutation survient qui provoque une maladie mortelle à 50 ans alors la sélection ne peut pas l'éliminer de la population - les porteurs auront autant d'enfants que ceux qui n'ont pas le gène. Dans l'hypothèse de l'accumulation de mutations, il est alors possible que des mutations dérivent dans la population.

Une autre hypothèse qui pourrait contribuer au vieillissement est la pléiotropie antagoniste (PA) hypothèse de G.C. Williams. La pléiotropie est lorsque les gènes ont plus d'un effet, ces gènes ont tendance à provoquer des corrélations entre les traits, la taille et la longueur des bras ont probablement plusieurs des mêmes gènes qui les affectent, sinon il n'y aurait pas de corrélation entre la longueur des bras et la taille (bien que l'environnement et la liaison puissent provoquent également ces schémas)… Revenons à AP comme explication du vieillissement, si un gène améliore la condition physique tôt dans la vie, mais provoque une maladie en fin de vie, il peut se propager dans la population via la sélection. L'effet précoce favorable se propage bien en raison de la sélection et, tout comme avec l'AM, la sélection ne peut pas "voir" la maladie à action tardive.

Sous MA et AP, le point clé est que la sélection est moins efficace pour éliminer les mutations délétères à action tardive, et qu'elles peuvent se propager plus rapidement grâce à des effets bénéfiques en début de vie. De plus, s'il y a mortalité extrinsèque (prédation, etc.), l'effet de la sélection est également affaibli sur les allèles qui affectent la fin de la vie. La même réduction en fin de vie de l'efficacité de la sélection ralentit également la vitesse à laquelle les allèles augmentant la durée de vie se propagent.

Une troisième considération est la modèle soma jetable, une description par T. Kirkwood des compromis d'histoire de vie qui pourraient expliquer pourquoi le vieillissement et la mort précoce pourraient être favorisés. L'idée est que les individus disposent d'une quantité limitée de ressources - peut-être en raison de contraintes environnementales ou de la capacité d'acquérir/d'allouer les ressources. Si nous supposons ensuite que les individus doivent utiliser leur énergie pour deux choses, rester en vie via la réparation et l'entretien (entretien somatique) et faire une progéniture (investissement reproductif), alors toute énergie consacrée à l'un enlèvera à l'autre. Si un individu est porteur d'un gène qui lui fait consacrer toute son énergie à l'entretien somatique, alors sa forme physique sera très faible (probablement 0 !) et ce gène ne se propagera pas. Si le niveau d'entretien requis pour vivre éternellement coûte plus d'énergie qu'un individu ne peut en dépenser sans souffrir d'une faible forme physique (très probable) ou peut même acquérir et convertir efficacement en premier lieu (également très probable), alors les allèles à entretien élevé ne se propageront pas. (et le vieillissement et la mort continueront de se produire).

Pour aller un peu plus loin, il est fréquent que les sexes vieillissent différemment (c'est ce sur quoi je travaille) et une explication possible est que les sexes favorisent des équilibres différents du compromis entre entretien somatique et investissement reproductif, cela peut conduire à des conflits sur l'évolution des gènes affectant cet équilibre et ralentir les taux d'évolution vers des optima spécifiques au sexe. Ce document fournit une bonne revue de la région.

Pour résumer, l'évolution n'a pas réussi à éliminer la mort par maladie génétique, etc. (mortalité intrinsèque) car l'effet n'est que faiblement sélectionné, et ces allèles peuvent apporter certains avantages au début de la vie, et la limitation des ressources peut également réduire le potentiel d'augmentation de la durée de vie en raison à des compromis avec l'effort de reproduction. L'évolution adaptative ne concerne pas la survie du plus apte mais le la reproduction du plus apte - l'allèle le plus apte est celui qui se propage le plus efficacement.

ÉDITER: Merci à Remi.b d'avoir également signalé d'autres considérations.

Une autre pensée est celle du vieillissement altruiste - vieillir pour le bien de la population (la population est susceptible de contenir des individus apparentés, tu sont liés à tous les autres humains dans une certaine mesure). Dans ce modèle, le vieillissement est un processus adaptatif (contrairement à MA où il n'est qu'une conséquence d'une faible sélection). En mourant, un individu fait de la place pour que sa progéniture/ses parents survivent (car les ressources sont alors moins susceptibles de limiter les populations). Cela arrêtera une croissance démographique excessive qui pourrait conduire à des effondrements de la population et ainsi, en mourant plus tôt, un individu favorise la probabilité que sa progéniture survive. Les arguments du sacrifice altruiste sont souvent difficiles à promouvoir, mais des travaux récents suggèrent qu'il s'agit d'un modèle plus plausible qu'on ne le pensait auparavant.

Les théories de l'évolutivité suggèrent également que le vieillissement est un processus adaptatif. Celles-ci suggèrent que les populations, composées d'un mélange de jeunes et de vieux, ont des biais dans le degré d'adaptation des membres de la population - là où les individus plus jeunes sont mieux adaptés (parce qu'ils ont été produits plus récemment, il est probable que l'environnement soit similaire à celui des environnement dans lequel ils sont favorisés). Ainsi, en retirant les individus les moins adaptés d'une population via la sénescence et en libérant des ressources pour des individus plus jeunes et mieux adaptés, une population évolue plus rapidement vers son état optimal.


C'est une très bonne question.

Il existe un grand domaine de recherche en cours appelé « évolution du vieillissement/sénescence » qui aborde cette question. Je ne vais pas vous faire un tour d'horizon complet des différentes hypothèses qui pourraient expliquer pourquoi on vieillit mais voici une notion fondamentale qui est à connaître.

Nous supposerons qu'il existe une mortalité extrinsèque, une mortalité contre laquelle une lignée ne pourra jamais échapper et je pense que ce n'est pas une hypothèse difficile à respecter. Par conséquent, un allèle qui a un effet spécifique à l'âge tel que la diminution de la fécondité à l'âge de 3 ans subira une pression de sélection plus élevée et sera éliminé plus rapidement de la population qu'un autre allèle provoquant la même diminution de la fécondité mais à l'âge de 4 ans car certains individus auraient sont décédés entre 3 et 4 ans. En d'autres termes, la sélection naturelle est plus efficace à un âge inférieur qu'à un âge supérieur. Maintenant, imaginez chez l'homme un allèle qui augmente le succès reproducteur d'un individu à 20 ans en diminuant la survie à 78 ans. Cet allèle se propagera facilement dans la population. De tels allèles auraient antagoniste pléiotrope spécifique à l'âge effet. Et des études empiriques ont montré qu'il existe des allèles qui ont un antagoniste pléiotrope spécifique à l'âge.

En bref, c'est parce qu'il y a une certaine mortalité extrinsèque que la sélection naturelle agit avec une force différente à différents âges, permettant à certains allèles délétères à un âge avancé de se fixer dans la population, surtout si ces allèles ont un effet pléiotrope antagoniste spécifique à l'âge. Vous trouverez dans ce livre une formulation mathématique et une discussion plus complète de cet effet

D'autres hypothèses existent qui reposent sur la sélection de lignée, la sélection de groupe ou sur l'équilibre mutation-sélection.


Parce que l'évolution ne concerne pas les individus : elle concerne les espèces. Ce qui compte pour la sélection naturelle, ce n'est pas combien de temps vous vivez, mais combien de petits-enfants vous avez. Une longue durée de vie pouvez être un avantage évolutif, mais comme tout trait, ce n'est un avantage que dans la mesure où cela vous permet de vous reproduire davantage.

Il semblerait qu'une durée de vie plus longue serait avantageuse de toute façon, car cela vous donnerait plus de temps pour vous reproduire. Cependant, pour des raisons que nous ne comprenons pas encore complètement, cela ne semble pas fonctionner de cette façon dans la pratique. La plupart des organismes (en supposant qu'ils vivent assez longtemps) finissent par atteindre un âge où ils cessent de se reproduire. Même les humains le font, et bien que nous ayons réussi à augmenter un peu la durée de vie moyenne au cours de l'histoire humaine enregistrée (pour ne rien dire des millénaires avant cela), l'âge moyen auquel les gens arrêtent de se reproduire n'a apparemment pas changé. beaucoup.

Pourquoi pas? Ce qui rend cette un avantage évolutif par rapport au fait d'avoir plus d'années de reproduction ? C'est une de ces choses que nous n'avons pas encore vraiment compris. Il existe un certain nombre de théories concurrentes, et les autres réponses ici vont dans certaines d'entre elles. Mais la façon la plus directe de répondre à votre question est assez simple : des durées de vie plus longues (et/ou des années de reproduction) ne nous ont pas donné, ni à nos enfants, plus de succès dans la reproduction. Ainsi, il n'y a aucune pression sur l'espèce pour qu'elle vive plus longtemps, et donc cela ne se produit pas.


En fait, génétiquement, il n'y a aucune raison pour que les animaux continuent d'exister après avoir procréé.

Si vous regardez le saumon, il meurt immédiatement après la procréation, ce qui est probablement le moyen le plus efficace de transmettre les meilleurs gènes à la génération suivante.

Dans le cas des mammifères, ils doivent apprendre à leur progéniture où trouver de la nourriture, où trouver de l'eau et comment éviter les dangers.

Dans le cas des humains, cela passe à la troisième génération, donc la plupart des humains connaissent leurs parents et leurs grands-parents, et même ils vivent avec eux dans certaines cultures, car leurs expériences et leurs idées sont considérées comme très importantes.

Alors peut-être que la question devrait être l'inverse, pourquoi vivons-nous pour voir grandir nos petits-enfants ?

En prenant votre même question à l'opposé : pourquoi les gens meurent-ils ? Pourquoi ne vivent-ils pas éternellement au lieu de se reproduire ? Je peux penser à diverses raisons pour cela. Imaginez une race qui vit pour toujours et une autre race qui a beaucoup d'enfants au début et qui meurent ensuite. Imaginez maintenant une maladie contagieuse qui se propage parmi les deux populations. Quelle race a le plus de chances de survie ?

Bien sûr, la race qui se reproduit rapidement a plus de chance.

Et aussi, l'évolution fait des merveilles pour la race qui se reproduit rapidement au lieu de la race qui vit éternellement. Cela signifie que le nombre d'années de vie d'une espèce a été soigneusement « conçu » par l'évolution.

L'évolution ne fonctionnerait pas si elle ne se stabilisait pas autour des meilleurs gènes. Et c'est exactement ce qui se passe avec les humains. La plupart des humains ont les mêmes traits : vivent à peu près le même nombre d'années et ont plus ou moins les mêmes capacités, la plupart des différences sont presque sans importance.


Si vous prenez la ligne de "The Selfish Gene - Richard Dawkins". L'évolution ne se soucie pas des individus, elle se soucie des gènes. Ainsi, tant que les gènes sont transmis de manière fiable dans le futur, l'évolution peut le faire avec 4 générations tous les 100 ans ou 100 générations tous les 100 ans.


Il n'y a pas de mécanisme de sélection qui favoriserait l'âge élevé.

Au moment où il est évident qu'un individu peut ou non atteindre un âge élevé en bonne santé, il aura cessé toute activité reproductive.

À l'inverse, les personnes atteintes d'un cancer à 45 ans se sont probablement déjà reproduites.


Dans une certaine mesure, oui ; en ce que nous vivons plus longtemps que nos ancêtres semblables à des souris. Alors la question devient : pourquoi ne pas continuer à l'étendre jusqu'à l'immortalité.

L'essentiel est que l'évolution se soucie seulement sur la survie de vos gènes ; Donc, si vous vivez pendant 1000 ans ou si 10 générations de votre famille ont la valeur d'un individu de vos gènes dans chaque génération (chacune vivant pendant 100 ans), c'est un succès équivalent.

Mais cela suppose que c'est l'un ou l'autre ou qu'un organisme peut se reproduire ou vivre longtemps, ne pourrait-il pas faire les deux ? En principe, cela pourrait, mais les ressources d'une niche particulière sont limitées. Afin d'éviter une famine de masse, le taux de reproduction doit diminuer à mesure que l'âge moyen des individus augmente.

Cela suggère donc qu'avoir des individus à très longue durée de vie n'est pas mieux que d'avoir des individus à courte durée de vie, mais est-ce au moins égal ? Malheureusement non, si moins de nouveaux individus naissent, le taux d'évolution de cette espèce est réduit. Une espèce à très longue durée de vie est moins capable de réagir aux changements environnementaux. En tant que tel, sur une échelle de temps évolutive, un animal à durée de vie extraordinairement long est susceptible d'être supplanté par une espèce à durée de vie plus courte.

Bien sûr, il existe un seuil de rentabilité naturel ; il y a un coût considérable pour amener un individu du nourrisson à l'adulte reproducteur, donc une fois qu'ils sont arrivés là-bas, il est logique de les garder dans les parages pendant un certain temps, mais pas indéfiniment.


Je suppose que par vie plus longue, vous entendez un vieillissement plus lent, car l'évolution ne peut pas faire grand-chose si une montagne tombe sur une personne !

Alors, pourquoi les organismes n'ont-ils pas un taux de vieillissement plus lent, ou meilleur, nul ?

La théorie que je décris est basée sur la théorie de l'histoire de la vie. La théorie de l'histoire de la vie suppose que :

  1. Les ressources disponibles pour tout organisme sont limitées,
  2. Les processus vitaux comme la « reproduction » et « la réparation et l'entretien du corps » sont coûteux en termes de consommation de ressources, et les ressources dirigées vers un processus vital doivent être détournées de l'autre. Par conséquent, un mécanisme de compromis entre les différents processus vitaux doit exister.

Sur la base de ces données, on peut déduire qu'étant donné une espèce avec un taux de mortalité donné de causes extrinsèques (des causes au-delà de celle du vieillissement, comme se faire manger), on peut utiliser un peu de mathématiques pour trouver la durée de vie moyenne de l'organisme si l'organisme ne vieillit pas. Simple… ?

Maintenant, étant donné que la durée de vie moyenne de l'espèce non vieillissante est limitée, pensez-vous vraiment que la stratégie de vie optimale de l'espèce serait un vieillissement zéro ? N'oubliez pas que pour ne pas vieillir, il faut dépenser de l'énergie, et que toute l'énergie dépensée pour maintenir la santé sera certainement gaspillée sous forme de cadavres une fois l'organisme mort.

Par conséquent, étant donné un mécanisme par lequel le compromis des ressources entre les processus de vie est possible, les organismes doivent investir un peu plus vers la reproduction et un peu moins vers la réparation et l'entretien ? Pourquoi? Juste pour réduire la perte de ressources sous forme de cadavres et augmenter le succès reproducteur, c'est ce qui compte au final !

Alors, en effet, avoir un taux de vieillissement nul a des inconvénients ! Il serait plus avantageux que les organismes vieillissent avec un taux fixe spécifique à l'espèce.

Maintenant, il est temps de clarifier quelques points :

  1. Cette théorie suppose que la théorie de l'histoire de la vie est correcte. Je ne dis pas « bonjour, c'est la bonne raison du vieillissement ! » Je dis : « C'est la théorie correcte du vieillissement si la théorie de l'histoire de la vie est correcte ! » Donc, si vous ne croyez pas à la théorie de l'histoire de la vie, alors occupez-vous à essayer de prouver qu'elle a tort. La théorie dont j'ai parlé repose sur l'épaule d'un géant. D'un autre côté, si vous pensez que la théorie dont je parle ne découle pas de la théorie de l'histoire de la vie, alors écoutons votre argument.
  2. Cette théorie suppose également que le vieillissement se produit en raison d'un manque de réparation et d'entretien des dommages corporels constants. La particularité de cette théorie est qu'elle donne un mécanisme non altruiste à travers lequel le vieillissement peut bénéficier directement à l'organisme. Par conséquent, cette théorie nous permet d'expliquer plus facilement pourquoi le vieillissement a obtenu la sélection naturelle, car elle présente des avantages !

J'ai trouvé cette théorie sur cette question SE, où la question a maintenant été mise en attente pour des raisons douteuses. De plus, l'OP mentionne ce livre - Théorie biologique moderne et expériences sur le célibat, qui, je pense, était l'une des raisons pour lesquelles la question a été suspendue!


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