"언제나 사람의 마음은 새로운 생각이나 감각으로 뻗어 있으며 이전 차원으로 결코 줄어들지 않습니다."
– 올리버 웬델 홈즈
노화의 기전에 대해 생각할 때 우리는 시간이 지남에 따라 유전 적 요인과 DNA, 세포 및 신체에서 일어나는 변화로 인해 노화됩니다. 왜 더 넓은 관점에서 노화의 "이유"를 조사하면, 결국 생물학 : 진화론에서 많은 "왜"질문을 설명하는 요인에 도달하게됩니다.
노화의 진화 적 역할에 관한 가장 초기의 추측은 1860 년대 알프레드 러셀 월러스 (Alfred Russel Wallace)와 찰스 다윈 (Charles Darwin)에 의한 자연 선택에 관한 논문에서 나타났습니다. 그들은 노화가 각 종마다 나이 제한이있는 얼룩말의 줄무늬처럼 종 특유의 특성이라고 느꼈습니다. 우리는 이제 노화가 다른 생물학적 과정과 동일한 방법으로 유전자에 프로그램되어 있지는 않지만 유전 적 및 다른 진화 적 세력이 작용하고 있음을 알고 있습니다.
진화 압력의 상실
1952 년 피터 메다와 경 (Sir Peter Medawar)은 노화의 진화를 다루는 생물학의 미해결 문제를 썼습니다. 그 속에 그는 진화론 적 압력이 동물의 노령화에 따라 힘을 잃어 버리는 통찰력을 발전 시켰습니다. 그의 아이디어가 암시하는 바는, 젊은이의 적응력을 향상시키는 적응 (아직 재생산하지 못한 사람)은 개인이 번식 전성기를 지나면 그러한 적응이 해로운 결과를 초래하거나 심지어 죽음을 초래할지라도 선호 될 것입니다. 순전히 진화론 적 용어로 말하면, 한 인구의 나이든 구성원의 죽음은 종종 종의 생존 측면에서 약간의 단점을 가지고 있습니다. 따라서 진화론 적 압력은 번식 후 자연 선택의 영향이 나이에 따라 감소 할 때까지 부정적인 영향이 연기되는 유전자의 진화를 선호한다.
진화론 적 압력의 힘은 생태 학적 틈새의 요구에 달려있다. 예를 들어, 포식 동물로부터 생존 압력이 강해지는 동물은 토끼 나 생쥐와 같은 큰 새끼들의 빠른 생산의 진화를 선호 할 수 있습니다. 반대로, 서식지, 크기, 속도 또는 날아갈 수있는 능력 때문에 포식 감소와 같은 진화론 적 압력을 완화시키는 상황은 생식량을 낮추고 노년층 구성원들이 가져 오는 가치를 증가시킬 수 있습니다 (예 : 젊은 양육 ).
일회용 소마
1977 년 영국의 생물 학자 Tom Kirkwood는 "Disposable Soma"(또는 일회용 신체) 이론을 제안했습니다. 이 이론은 유 전적으로 프로그램 된 노화 나 수명을 강조하기보다는 삶에 상당한 에너지와 자원이 필요하다는 사실에 초점을 맞추고 있습니다. 한정된 자원으로 세포와 유기체는 자기 유지와 재생산에 에너지를 소비하는 사이에 끼어 들게됩니다. 포식자, 감염, 사고 또는 기아로 인한 성인 사망률이 높으면 DNA 수리, 항산화 방어 또는 단백질 교체에 귀중한 자원을 사용하여 장기간 신체를 생성하는 것은 거의 의미가 없습니다. 결과적으로 생물은 진화하여 신체 유지에 투자 된 에너지의 양은 동물을 재생산 할 수있을만큼 충분히 오래 유지하지만 무기한으로 살 필요가있는 양보다 적습니다.
에너지와 자원에 중점을 둔 일회용 체세포 이론은 종들 사이의 다양한 수명을 설명하는 데 도움이됩니다. 높은 외인성 사망률을 가진 종 (예 : 강력한 포식 압력에서 비롯됨)은 논리적으로 적은 에너지를 세포 유지 관리에 사용해야하고 빠르게 번식하는 데 더 많은 에너지를 소비해야합니다. 이 이론에 의하면, 신체 유지 관리에 대한 에너지 투자가 최소화되기 때문에 그러한 종의 구성원은 노화를 허용하면 수명이 짧아집니다. 비교 생물학의 실험실 데이터와 현장 작업은이 이론을 뒷받침합니다. 외인성 사망률을 감소시키는 적응을 가진 동물은 일반적으로 수명이 더 길다. 이 차이는 같은 종 내 다른 개체군에서도 관찰되었습니다. 세포 생물 학자 인 스티븐 오스 타드 (Steven Austad)는 육식에 의한 사망 위험이 큰 본토에 사는 주머니쥐보다 외인성 사망률이 낮은 섬에서 살고있는 버지니아 주머니쥐는 느린 속도로 노화되어 있음을 발견했다. 다른 환경 요인 (예 : 기생충, 질병 또는 식량 가용성 감소)이이 차이에 기여했다는 증거는 없었습니다.
일회용 체세포 이론은 칼로리 제한이 실험 동물에서 수명을 연장한다는 관찰에 의해 더욱 강화되었습니다. 칼로리가 제한되면 성장과 번식에 할당되는 에너지가 수리 및 유지 보수로 전환 될 것입니다. 야생 기아에서 적응적인 반응을 유도하는 지속적인 위협이 있습니다. 부족한시기에 자손의 생존이 위협받을 것이기 때문에 생식이 감소 될 것이다. 대신 식량이 풍부하고 생식 효율이 높아질 때까지 생존을 위해 몸을 유지하는데 에너지가 투자 될 것입니다.
인구 역학
최근에, 진화 생물 학자 Joshua Mitteldorf는 인구 역학에 기초한 노화에 대한 인구 통계학 이론을 추가했다. 그는 개인 수준에서의 자연 선택은 인구 증가율이 생태계 복구율의 3 배에 가까워 질 때까지는 피할 수 없을 정도로 높은 수준의 출생률을 밀어 낸다고 주장한다. 그 시점에서 혼란스러운 인구 역학은 필연적으로 발생합니다. 개별 선택은이 공동의 문제를 해결할 수 없습니다. 뒤따라 오는 인구 멸종은 개개인의 선택을 압도하고 성장 억제를 강화하는 데 필요한만큼 빈번하게 이루어질 것이며 시스템을보다 안정된 상태로 되돌려 놓을 것입니다. 적응으로서의 노화의 출현은이 틀 내에서 잘 맞는다. 노화는 종의 멸종을 초래할 수있는 폭력적인 변동을 억제하면서 사망률을 통제 할 수있는 메커니즘 중 하나가됩니다. 고령화는 생식 및 약탈 억제와 함께 인구 증가를보다 안정적인 속도로 유지하는 데 도움이됩니다.
형이상학 적 대답
그리고 아마도 "왜 우리가 나이를 먹는가?"라는 질문에 대한 형이상학 적 대답이있을 것입니다. 우리는 의식이 성장할 수있는 능력을주기 위해 나이를 먹습니다. 따라서 우리의 의식적 노화는 우리의 유전학처럼 미리 예정되거나 단단 해지지 않습니다. 우리가 개발할 것인지 선택할 수있는 잠재력입니다.