Hayatla ilgili üç temel soru (ortada): Bu dünyada neden seks olmalı?
Doğa neden cinsiyeti geliştirdi? Cevabın eğlence ile ilgisi yok.
Metin | Yuan Yue
Dünden önceki gün, yeryüzündeki yaşamın 4 milyar yıl önce yoktan bir şeye nasıl evrildiğini tartıştık [Yaşamın Üç Sorusu (Bölüm 1): Yaşam nasıl gelişti? , Bugün çok önemli başka bir konuyu tartışıyoruz, yani Bu dünyada neden seks olmalı? Bir şeyler düşünmeyi seven arkadaşlar, lütfen arabaya binin ve bu ciddi konuyu benimle tartışın.
01
Bir türün tamamı eşeysiz olarak çoğaltılırsa, içindeki her bireyin kendi başına yavru doğurabileceğini ve eş bulmak için zaman ve enerji harcamaya gerek olmadığını, üreme verimliliğinin kesinlikle büyük ölçüde artacağını ve cinsel yolla bulaşan hastalıklara yakalanmayacağını hayal edin. Ek olarak, bu popülasyondaki bir birey belirli bir hayatta kalma avantajı geliştirdiğinde, örneğin, bir grup kısa zürafada aniden bir zürafa belirir, o zaman çocuk sahibi olmak için başka bir kısa zürafa ile işbirliği yapmasına gerek kalmaz, bu da doğumla sonuçlanır. Yavrunun boyun uzunluğu yarıya indi, ne kadar büyük olurdu!
Aslında, tıpkı bunun gibi büyük bir organizma sınıfı var ve bu Prokaryotlar. Halihazırda bilinen tüm prokaryotlar, biri Bakteriler ve diğeri Archaea olarak adlandırılan iki kategoriye ayrılabilir.Hücre zarı yapısı ve protein sentezi gibi anahtar kısımlarda ikisi arasında farklılıklar vardır. Tamamen farklı iki yaratık.
Bakterilerin, arkelerin ve ökaryotların evriminin şeması
Pek çok temel farklılık olmasına rağmen, bakteri ve arkeler cinsiyetsizdir ve hepsi bağımsız olarak üreme görevlerini yerine getirebilirler. tersine Tüm ökaryotlar (Ökaryotlar) cinseldir Bazıları (maya ve bazı bitkiler gibi) hala eşeysiz üreme yeteneğine sahip olsalar da, istisnasız yaşam döngülerinin belirli bir aşamasında kesinlikle cinsel olarak çoğalacaklardır.
Başka bir deyişle, seks ökaryotlarla birlikte ortaya çıkar. Bu dünyada neden seks olduğunu açıklamak için, önce ökaryotların nasıl geliştiğini ve onlarla prokaryotlar arasındaki farkın ne olduğunu anlamalıyız.
Arkeolojik kanıtlar, ilk ökaryotik hücrelerin sadece 2 milyar yıl önce ortaya çıktığını gösteriyor. Bu, prokaryotların 2 milyar yıldır dünyayı yönettiğini gösteriyor. Bir uzaylı bu süre zarfında dünyayı ziyaret ederse, dünyadaki yaşamı görmek için bir mikroskop kullanması gerekir.
Hayat gibi ökaryotlar da yalnızca bir kez evrimleşmiştir, çünkü bugün tüm ökaryotların hücre yapısı benzerdir ve temel metabolizma modelleri de çok benzerdir, bu da hepsinin ilk ökaryotik hücrelerin torunları olduklarını gösterir.
İşte soru geliyor: Uzmanlar evrimin gücünün çok güçlü olduğunu söylemiyor mu? Prokaryotlar neden 2 milyar yıl içinde ökaryotlara dönüşmedi? Bu ebedi gizemle ilgili olarak, bilim adamları yıllardır cevap vermeden tartıştılar.Amerikalı biyolog Lynn Margulis 1960'larda intramitokondriyal simbiyoz teorisini önerene kadar bu soru nihayet güvenilir hale geldi. Açıklama.
02
Bu hipotezi ayrıntılı olarak tanıtmadan önce, prokaryotların evrim sürecinde karşılaştıkları aşılmaz zorluklara bir göz atalım.
Dünden önceki gün makalede belirtildiği gibi, tüm yaşam aktiviteleri istisnasız ATP tarafından desteklenmektedir. Ve ATP, zar boyunca potansiyel fark tarafından üretilir, bu nedenle ATP'nin çıktısı, hücre zarının toplam alanıyla orantılıdır. ATP'yi basitçe güneş enerjisi üretimi olarak düşünebiliriz Güneş panellerinin verimliliği aslında benzerdir, bu nedenle güneş enerjisi santrallerinin toplam enerji üretimini belirleyen en büyük faktör panellerin toplam alanıdır.
Hepimizin bildiği gibi, bir kürenin yüzey alanı çapın karesidir ve hacim, çapın küpüdür, bu nedenle hücre büyüdükçe birim hacim başına yüzey alanı gittikçe daha az olacak ve hücrenin açlıktan ölmesine neden olacaktır. Bu nedenle prokaryotik hücreler, ökaryotik hücrelerin ortalama hacminin 15.000 katı olan çok küçüktür.
Ek olarak, prokaryotik hücrelerin genomu da çok küçüktür ve en büyük bakteri genomu, yaklaşık 5.000 gen içeren sadece 12 milyon baz çiftidir (ATGC). Buna karşılık, bir insan hücresinin genomu 3 milyar baz çiftine sahiptir ve 20.000'den fazla gen içerir. Bilinen en büyük ökaryotik hücre genomu, 10 milyardan fazla baz çifti içerir ve en az on binlerce gen vardır.
Yani ATP üretim yöntemi, prokaryotik hücrelerin yetersiz enerji arzının eksikliklerinin üstesinden gelemeyeceğini belirlemekte, sonuç olarak prokaryotik hücrelerin yapısı her zaman çok basit olmuştur, 2 milyar yıldır evrimleşmiş olsa bile karmaşık olamaz. Bu zorluğun üstesinden nihayet Mitokondri adı verilen ökaryotik hücreler çok akıllıca bir yolla aşıldı.
Mitokondrinin iç yapısının şematik diyagramı
Mitokondri, ökaryotik hücrelerde özellikle ökaryotik hücreler için ATP üreten küçük organellerdir. Bu üretim sürecinin hala transmembran potansiyel farkını kullanması gerekiyor, bu nedenle mitokondri tarafından üretilen enerji de mitokondriyal iç zarın toplam alanıyla orantılı. Ancak her hücre yüzlerce mitokondri içerdiğinden, iç mitokondriyal zar da kırışıklıklarla doludur, bu da iç zarın toplam alanını büyük ölçüde artırır ve enerji üretmek için yalnızca hücre zarlarına dayanan prokaryotlardan daha fazla enerji üretir. birçok.
İstatistiklere göre, İnsan vücudunun tüm hücrelerindeki iç mitokondriyal zarın toplam yüzey alanı yaklaşık 14.000 metrekaredir, kabaca 4 futbol sahası büyüklüğündedir!
İngiliz biyokimyacı Nick Lane çağ açan kitabında "Hayati Soru: Hayat neden böyle?" "(Önemli Sorular: Hayat Neden Böyle?) Ökaryotik hücreler ile prokaryotik hücreler arasındaki en temel farkın, birincisinin enerji kısıtlamalarından kurtulması ve bunun sonucunda her bir gene ayrılan enerjinin ortalama 1.200 katından fazla olması olduğuna dikkat çekti! Bu ekstra enerjinin çoğu proteinleri sentezlemek için kullanılır, bu nedenle ökaryotik hücrelerin iç yapısı prokaryotik hücrelerin yapısından çok daha zengindir.Ancak o zaman biz insanlar da dahil olmak üzere karmaşık çok hücreli organizmaları geliştirmek mümkün olabilir.
03
Peki bu kadar önemli mitokondri nasıl gelişti? Bilim adamları daha önce, çoğunlukla klasik Darwinci kademeli değişim teorisine dayanan birçok açıklama yaptılar. Ancak Margulis, mitokondrinin öncülünün büyük bakteriler tarafından yutulan küçük bir bakteri olduğu ve ikisinin bir endosimbiyoz ilişkisine (Endosymbiyoz) sahip olduğuna ve küçük bakterilerin yavaş yavaş mitokondriye evrimleşerek büyük bakterilerin konakçılarına enerji sağladığına dair cesur bir hipotez ortaya attı. .
Margulis'in hipotezi akademik çevreler tarafından alay konusu oldu, ancak giderek daha fazla kanıt onun haklı olduğunu gösteriyor. Örneğin, Amerikalı biyokimyacı William Martin, daha önce birçok detayı mükemmelleştiren bir Hidrojen Hipotezi öne sürdüğünden bahsetmişti. Martin, ilk ökaryotik hücrenin bir bakteriyi yutan bir arke tarafından üretildiğine inanıyor. Arkeanın hidrojen üzerinde yaşadığını ve yuttuğu bakterinin hidrojen üretebileceğini ve bu da konağa en çok ihtiyaç duyulan besinleri sağladı. Böylece iki taraf bir arada yaşadı.
Amerikalı biyolog Margulis, ünlü gökbilimci Carl Sagan'ın ilk eşiydi.
Bunun gibi şeyler son derece nadirdir.Prokaryotik hücreler, prokaryotik hücrelerin doğumundan sonraki 2 milyar yılda yalnızca iki kez meydana gelmiştir. Mitokondri ilk kez üretilerek ökaryotik hücrelerin doğmasına yol açmıştır. Kloroplastlar ikinci kez üretildi ve başlangıcı büyük ölçekli fotosenteze açtı. Mitokondri ve kloroplastların kökeni, klasik Darwinistler için bir kabustu, ancak ara sıra ortaya çıkan iki endosimbiyotik olay olarak görülürlerse, görünümleri kolayca açıklanabilir.
Yaşamın kökeninin şematik diyagramı
Hayatta mitokondri olduğu için, sonraki her değişim klasik Darwinizm'e göre açıklanabilir. Darwin'in evrim teorisinin ilkelerinden yola çıkarak bazı basit çıkarımlar yapalım ve iki bakteri bir arada olduğunda ne olacağını görelim.
Birincisi, yutulan bakterinin DNA'sı büyük miktarlarda kaybolacak ve parçaları rastgele olarak konakçının genomuna entegre edilecektir. Bir yandan bakteriler, biyolojik anlamda "Yatay Gen Transferi" olarak adlandırılan bu şekilde diğer bakterilerle sıklıkla DNA alışverişi yaparlar. Öte yandan, bunu yapmak enerji tasarrufu sağlayabilir. Bir hücrede yüzlerce mitokondri olduğunu ve bu mitokondrilerin sürekli güncellenmesi gerektiğini düşünüyorsunuz.Eğer tüm genomun her güncellendiğinde kopyalanması gerekiyorsa çok israf olur.Konak hücrenin bundan sorumlu olmasına izin vermek daha iyidir ve verimlilik yüksektir. birçok.
İkinci olarak, bakteriyel gen fragmanlarının entegrasyon süreci rastgele gerçekleşir ve bu da konakçının genomunun, bir zamanlar genetikçilerin kafasını karıştıran intronlar olan bu küçük fragmanlar tarafından parçalanmasına neden olur. Bu kavramı açıklamak biraz zahmetli ve ilgilenen okuyucular okuyacak herhangi bir genetik ders kitabı bulabilir. Bununla uğraşmak istemeyen arkadaşların sadece anlamaları gerekir: Ökaryotların genomu aslında bir karmaşa, hemen hemen her gen eksiktir ve birkaç işe yaramaz gen parçası ortasına yerleştirilmiştir. Tek başına bundan yola çıkarak, hayatın Tanrı tarafından tasarlanamayacağını bilebiliriz, eğer durum buysa, bu Tanrı çok dikkatsizdir.
İntronların varlığı ciddi bir sonuca yol açmıştır, yani ökaryotik genler haberci RNA'ya yazıldığında, intron fragmanlarının ribozoma (Ribozom, protein sentez makinesi) gönderilmeden önce kesilmesi gerekir. Protein sentezi için şablon. Bu eksizyon işlemi çok ince kontrol gerektirir, bu nedenle hız, RNA transkripsiyon sürecinden çok daha yavaştır.Dikkatli olmazsanız, kesilmemiş yarı mamul ürün ribozoma gönderilir ve bir çok yararsız protein sentezlenir. Bu nedenle, konakçı hücre çekirdeği geliştirmiştir ve haberci RNA'nın kesme işlemi, çekirdek zarının dışındaki ribozomlardan ayrılarak çekirdekte gerçekleştirilmektedir, ökaryotik hücre adı bu şekilde gelmektedir.
Başka bir deyişle, ökaryotların çekirdeği evrimleştirmesinin nedeni, genomu korumak değil, sitoplazmadaki ribozomları korumak ve gereksiz işler yapmalarına izin vermekten kaçınmaktır. Bununla birlikte, çekirdek bir kez evrimleştikten sonra, ökaryotik hücrelerin genomu dolaylı olarak korunur. Ve seks bundan sonra ortaya çıkan kaçınılmaz bir sonuçtur.
04
Sonunda konuya gelme zamanı. Ama herkes, lütfen bu makalenin seksten önce yaşanan hikayeleri anlatmak için bu kadar geniş bir alanı kullanmasının sebebinin, bu hikayelerin yararlı olmasından kaynaklandığına inanın.
Ökaryotların kökenini söylemeden önce, önce prokaryotların nasıl çoğaldığına bir göz atalım.
Prokaryotların genomu, ökaryotlar gibi bir dizi doğrusal kromozoma bölünmemiş, tam bir yuvarlak kapalı döngüye bölünmüştür. Halkadaki genler hareketsiz durmuş, ancak yukarıda bahsedilen yatay gen transferini gerçekleştirmektedir, yani her gen farklı hücreler arasında serbestçe akabilir Prokaryotlar bu yönteme güvenirler. Genetik çeşitliliği artırmak için.
Örneğin: tek bir E. coli'nin genomu yalnızca yaklaşık 4000 gen içerir, ancak tüm E. coli popülasyonu 18.000'den fazla gen içerir.Herhangi bir E. coli, 18.000 gen bankasından ihtiyaç duyduğu herhangi bir geni seçebilir. Bu, E. coli'nin genetik çeşitliliğini büyük ölçüde artırarak, bu türün farklı gen kombinasyonlarını değiştirerek çeşitli çevresel değişikliklerle baş etmesine izin verir.
Başka bir deyişle: Vahşi doğadan iki E. coli alır ve genomlarını incelerseniz, genlerin sadece yarısının birbirinin aynı olduğunu görürsünüz. Buna karşılık, insanlardaki farklı bireyler arasındaki genetik benzerlik% 99'u aşıyor. İnsanlar gerçekten monoton!
Bakterilerin 4 milyar yıl hayatta kalmalarının nedeni genetik çeşitlilikleriyle çok ilgilidir.
Prokaryotik hücreler ile ökaryotik hücrelerin iç yapısının karşılaştırılması
Bununla birlikte, bakterinin düzey gen transferi gerçek anlamda cinsiyet değildir, çünkü bu tür gen transferi çoğunlukla tek yönlüdür, bir taraf yalnızca kabul eder, diğer taraf yalnızca öder ve genellikle ökaryotiklerin aksine, bir seferde yalnızca bir gen aktarılır. Biyolojik cinsiyet gibi, her iki taraf da genomlarının yarısını değiş tokuş eder ki bu gerçek cinsel üreme demektir.
Bu farklılığın iki nedeni vardır: Birincisi, ökaryotik hücrelerin çekirdeği, genlerin bu düzeyde serbest akışını kısıtlar ve yatay gen transferi normal şekilde ilerleyemez. 2. Ökaryotların genomu prokaryotların genomundan çok daha büyüktür, bir seferde yalnızca bir geni transfer etmek yeterli olmaktan uzaktır, hepsi değiştirilmelidir.
Bu noktada, profesyonel olmayanların çoğunun fazla dikkat etmediği küçük bir ayrıntı eklemeliyim, yani seks hiçbir şekilde genomun yarısını değiştirmek kadar basit değildir. Cinsiyet hücreleri mayoz bölünmeden önce, babadan ve anneden gelen eşleştirilmiş kromozomlar, önceden homolog gen rekombinasyonundan geçmelidir ve iki taraf, cinsiyet hücrelerini oluşturmadan önce karşılık gelen gen parçalarını rastgele değiştirmeli ve ardından diğer yarısı ile eşleşmelidir.
Mayozun şematik diyagramı
Bu mesele çok önemlidir. Şöyle bir durum hayal edin: Birisi, çok büyük bir evrimsel avantaj sağlayabilen özellikle mükemmel bir gen geliştirdi, bu yüzden bu gen hızla tüm popülasyona yayıldı ve bu geni taşımayan tüm insanlar öldü. Genetik rekombinasyon yoksa, bu mükemmel genin bulunduğu kromozom üzerindeki tüm genler boyanacak ve hızla tüm popülasyona yayılacak ve kesinlikle daha az mükemmel genler karışacaktır. Zamanla, popülasyon için kesinlikle zararlı olacak daha fazla "serbest sürüş" genleri olacaktır.
Mayoz bölünmeden önce gen rekombinasyonu, tek başlarına hayatta kalma yeteneklerini test etmek için bu serbest sürüş genlerini arabadan indirmeye eşdeğerdir. Başka bir deyişle, genetik rekombinasyon, genomdaki tüm genlerin akmasına izin verir.Her bir gen, doğal seçilim testine kendi başına dayanma fırsatına sahiptir ve en uygun olanın hayatta kalması, popülasyonun ilerlemeye devam edebilmesinin tek yoludur.
Kısacası, ökaryotların seks yapmasının ana nedeni, genomun sağlığını korumak ve bedavaya binmeyi engellemektir. İkincil neden ise ortaya çıkabilecek zorlu ortamla baş edebilmek için farklı genlerin birbirleriyle eşleşme olasılığını artırmaktır. Aslında, birçok ilkel ökaryot, koşullar iyi olduğunda eşeysiz olarak çoğalma eğilimindedir ve koşullar çok iyi olmadığında eşeyli üremeye geçme eğilimindedir.
05
Bunu gören bazı okuyucular, seksin karmaşık görünmediğini söyleyebilir! Aslında durum böyledir, biraz biyolojik temeli olan kişilerin cinsiyetin kökenini anlaması kolaydır. Öyleyse biraz daha karmaşık bir konudan bahsedelim: Neden her iki cinsiyet de olmalı?
Bir türün sadece bir cinsiyeti varsa, herhangi iki bireyin çiftleşip üreyebileceğini hayal edin.Bu sadece yukarıda bahsedilen faydaları elde etmekle kalmaz, aynı zamanda her biri gibi iki cinsiyetin neden olduğu tüm dezavantajları da ortadan kaldırır. Bireylerin eş bulma şansı ikiye katlanacak ve erkeklerin artık bir eş için savaşması gerekmeyecek. Ne kadar harika olurdu!
Aslında, sadece matematiği ele alırsanız, cinsiyet en kötü cinsiyet türüdür. Tek cinsiyet, hatta üç cinsiyet, dört cinsiyet vb. Her iki cinsiyetten daha etkilidir ama doğa neden her iki cinsiyeti de seçer? Nedeni mitokondride bulunmalı.
Araştırmalar, ilk olarak arkeler tarafından yutulan bakterinin en az 1.500 gen içerdiğini ve bunların hepsinin kısa süre sonra konağın genomuna entegre edildiğini göstermiştir. Bu genler tarafından kodlanan proteinlerin çoğu, mitokondrinin birleşmesi için gereklidir, ancak bu çalışma, işi tamamlamak için konakçı hücreye devredildi ve iş verimliliği büyük ölçüde iyileştirildi.
Bununla birlikte, mitokondride hala kaybolmamış küçük bir DNA parçası vardır.Bunun nedeni, bu küçük DNA parçasının ATP senteziyle ilgili 13 önemli gen içermesi ve 13 anahtar proteini kodlamaktan sorumlu olmasıdır. ATP sentezinin çok hassas bir süreç olduğu ve mekanizmasının kuantum etkileriyle bile ilişkili olduğu bilinmelidir.Mitokondri, ATP sentazının birkaç anahtar bölgesini gerçek zamanlı olarak düzenlemelidir, bu nedenle bu siteleri kodlayan genler kalmalıdır. Mitokondrinin içinde mitokondrinin her an çağırması uygundur.
İnsan mitokondriyal genomunun şematik diyagramı
Bu olay oldukça ciddi bir sonuca yol açtı. Yani ökaryotik hücrelerde tamamen bağımsız iki genom ortaya çıkar. Mitokondriyal genom, proteinleri kodlayan yalnızca 13 gen içermesine rağmen, enerji kaynağı hücre sağlığı için son derece önemlidir, mitokondriyal genomun kalitesi nükleer genomunkinden bile daha katıdır ve neredeyse imkansızdır.
Daha da sıkıntılı olan şey, bu 13 genin tek başına mitokondriyi transfer edememesidir, çünkü mitokondriyi oluşturan proteinlerin çoğuna karşılık gelen genler nükleer genoma aktarılmıştır. Bu nedenle, iki bağımsız genom sorunsuz bir şekilde koordine edilmelidir. Bu, bir dizi öngörülebilir sonuca yol açtı.
Düşünmesi en kolay şey, mitokondriyal genlerin de serbest sürüşü önlemek için "akması" gerektiğidir. Bununla birlikte, mitokondriyal genomun kalıtım şekli nükleer genomunkinden çok farklıdır ve genlerin genetik rekombinasyon yoluyla akmasını sağlamak imkansızdır. İki cinsiyet hücresinin mitokondrileri, iki cinsiyet hücresi birleştirildikten sonra birbirine karıştırılırsa, sonuç, serbest sürüşten farklı olmayacaktır. Bu nedenle, ökaryotlar benzersiz bir cinsel davranış biçimi geliştirmişlerdir, yani cinsiyet hücreleri çiftler halinde birleştikten sonra tüm mitokondrileri bir taraftan öldürürler ve diğer taraftan sadece mitokondrinin tek başına hayatta kalmasına izin verirler. Serbest sürüşü önler ve mitokondriyal genomun kalitesini artırır.
Zamanla, ökaryotların cinsiyet hücreleri tamamen farklı iki cinsel strateji geliştirdi: Birinin kendi mitokondrileri var, diğeri hiç katkı yapmıyor, cinsiyetler arasındaki ayrım bu şekilde ortaya çıktı.
Doğadaki en yaygın cinsiyet ayrımı erkek ve dişi olmasına rağmen, birçok türün herhangi bir zamanda erkek ve dişi değiş tokuşu veya birden fazla cinsiyetin bir arada bulunması gibi diğer cinsel stratejileri benimsediğine dikkat edilmelidir. Çalışmalar, bu cinsel kalıpların tümünün mitokondri mutasyon oranıyla ilişkili olduğunu göstermiştir.Mutasyon oranı ne kadar yüksekse, serbest sürüşü ortadan kaldırmak ve mitokondrinin doğal seçilim ile test edilmesine izin vermek o kadar gereklidir.Bu nedenle, diğer cinsel stratejileri benimseyen türlerin çoğu mitokondriyal mutasyon oranlarıdır. Daha basit türler nispeten düşüktür ve daha yüksek türlerin tümü cinsiyet modelidir.
Mitokondrinin yüksek mutasyon oranı da herkesin kalbini kıran, yani yaşlanmayı ve ölümü etkileyen bir soruna neden olur. Evet, yaşlanma ve ölüm, her ikisi de ökaryotlarda benzersiz fenomen olan mitokondri ile de ilgilidir.
06
Geçmişte birçok insan yaşlanmanın fizik yasaları tarafından belirlendiğine ve önlenemeyeceğine inanıyordu. Ancak bu ifadenin yanlış olduğu ortaya çıktı. Prokaryotlarda olduğu gibi hayat asla yaşlanamaz. Dış koşullar doğru olduğu sürece prokaryotik hücreler yaşlanmadan veya ölmeden sonsuza kadar bölünebilir.
Bakterilerin yaşlanmamasına rağmen intihar etmeyi öğrendiklerinden bahsetmeye değer, bu bakterilerin fajlarla baş etmelerinin bir yoludur. Bakteriyofajlar bakteri virüsleridir, kendilerini çoğaltma yetenekleri yoktur ve kendilerini çoğaltmak için yalnızca canlı bakterilere güvenebilirler. Bakterilerin bir bağışıklık sistemi yoktur ve onları öldüremezler, bu nedenle bir bakteri bir faj tarafından enfekte olduğunda, etrafındaki diğerlerini korumak için, kendisini faj için üreme alanı olmaktan alıkoymak için hemen intihar edebilir.
Okuyucular bu açıklamayı biraz abartılı bulabilirler, bu nedenle şu anda okyanusta bakterilerden çok iki kat daha fazla bakteriyofaj bulunduğunu lütfen unutmayın! 2 milyar yıl öncesinin dünya ve okyanuslarının farklı olacağını düşünmek için hiçbir neden yok, bu nedenle bakterilerin yaşam ortamı aslında oldukça acımasızdır ve bakterileri bu görünüşte abartılı ama gerekli kendini savunma araçlarını geliştirmeye zorluyor.
Ökaryotlar hakkında konuşmak için geri dönersek, neredeyse hepsi yaşlanacak. Neden? Profesör Lane buna inanıyor Temel neden, nükleer genom ile mitokondriyal genom arasındaki uyumsuzlukta yatmaktadır. Daha önce belirtildiği gibi, ATP sentezinin sorunsuz bir şekilde ilerlemesini sağlamak için iki genom seti birlikte sorunsuz bir şekilde çalışmalıdır.İki taraf arasında hafif bir uyumsuzluk olduğu sürece, ATP üretim verimliliği düşecek ve yaşlanma meydana gelecektir. Bununla birlikte, iki genom kümesi birbirinden bağımsızdır ve uyumsuzluk er ya da geç olacaktır, bu nedenle yaşlanma ve ölüm kaçınılmazdır, fark sadece bir zaman meselesidir.
Profesör Lane, hipotezini kanıtlamak için birçok örnek verdi. Örneğin, hidrops ve süngerler gibi basit hayvanlar çok yavaş yaşlanır, çünkü metabolizma seviyeleri çok düşüktür ve mitokondriye olan talep çok küçüktür, bu nedenle mitokondri mutasyon oranı çok düşüktür ve iki genom seti uyumsuzluğa eğilimli değildir. Durum.
Sünger, düşük farklılaşma, basit yapı ve neredeyse sıfır aktiviteye sahip düşük dereceli bir sucul organizmadır.
Başka bir örnek olarak, sıcakkanlı hayvanların boyutu ne kadar büyükse, daha uzun olma eğilimindedir.Bunun nedeni, daha büyük hayvanların vücut ısısını korumak için çok fazla enerji tüketmesine gerek olmamasıdır, bu nedenle mitokondriyal aktiviteleri daha düşüktür ve mutasyon oranı genellikle daha düşüktür. Bununla birlikte, kuşların yaşam süreleri aynı büyüklükteki farelere göre 10 kat daha uzundur.Bunun nedeni uçmanın çok fazla enerji gerektirmesidir.Bu nedenle, uçan hayvanların özellikle mitokondriyal kalite için yüksek gereksinimleri vardır ve bu da baştan itibaren yüksek kaliteli mitokondriye yol açar. Kuşların çoğunun eşleri konusunda son derece seçici olmasının ve dişilerin koyduğu yumurta sayısının bu kadar düşük olmasının nedeni, düşük kaliteli mitokondriyi ortadan kaldırmaktır.
Aynı şekilde, yarasalar da memeli olan ve benzer ağırlıktaki farelere göre 10 kat daha uzun yaşar, çünkü yarasalar uçarak yaşar ve kuşlarla aynı ihtiyaçlara sahiptir.
İstatistiklere göre, insan gebeliklerinin% 40'ı düşükle sonuçlanır.Bu düşüklerin çoğu, gebeliğin erken dönemlerinde meydana gelir ve birçok hamile kadın bunun farkında değildir. Lane, bu tür bir düşüğün ana sebebinin döllenmiş yumurtanın genomu ile mitokondri arasındaki uyumsuzluk olduğuna ve hamile kadınların zararı bir an önce durdurması gerektiğine inanıyor.
Diğer bir deyişle, Uzun ömürlülüğün bedeli düşük doğurganlıktır.Doğa, ekolojik dengeyi korumak için bu yönteme güvenir.
Yaşlanmayı geciktirme söz konusu olduğunda, toplumda yaşlanmanın serbest radikallerden kaynaklandığına dair bir söz vardır. Bununla birlikte, birçok klinik araştırma, antioksidan ilaçların (serbest radikalleri ortadan kaldırarak) almanın sadece yaşlanmayı geciktirmekle kalmayıp yaşlanmayı da hızlandırabileceğini kanıtlamıştır.
Profesör Lane, cevabın hala mitokondri ile ilgili olduğuna inanıyor. Mitokondriyal kalite bozulmasının bir işaretinin, çok hücreli organizmalarda oldukça yaygın olan serbest radikal sızıntısı olduğu ortaya çıktı. Böylece çok hücreli organizmalar bir dizi temizleme mekanizması geliştirmişlerdir, Bir hücredeki mitokondri çok fazla serbest radikal sızdırdığında, hücre hemen "apoptoz" programını başlatır ve intihar eder. Bu program herhangi bir nedenle zamanında başlatılmazsa, vücutta çok sayıda alt sağlıklı sözde "yaşlanan hücreler" birikerek iltihaplanmaya ve hatta kansere neden olur Bunlar yaşlanmanın belirti ve sonuçlarıdır.
Diğer bir deyişle, hücreler tarafından kendiliğinden üretilen serbest radikaller yaşlanmanın uyarı işaretleridir. Çok fazla antioksidan ilaç alırsanız, bu, bu uyarı sinyalini kapatmakla eşdeğerdir ve sonuçlar hayal edilebilir.
İlginç olan, bu "apoptoz" programının birçok ayrıntısının yukarıda bahsedilen bakteriyel intihara çok benzer olmasıdır. Neredeyse kesinlikle bakteriyel intihar işlevinden gelişmiştir. Bu, başka bir açıdan mitokondrinin öncüsü olduğunu kanıtlamaktadır. Belli bir bakteri.
Bu noktada belirtilmelidir ki Fiziksel egzersiz vücudun enerji ihtiyacını artırsa da sağlığa faydalıdır. Çalışmalar, egzersiz sırasında mitokondrinin sızdırdığı serbest radikal miktarının sessiz olduğu zamana göre daha düşük olduğunu göstermiştir, bu da mitokondrinin şu anda daha verimli olduğunu göstermektedir ki bu iyi bir işarettir.
Sonuç
Artan hayvan egzersizi ile mitokondrinin mutasyon oranı gittikçe yükseliyor.İnsan mitokondriyal genomunun mutasyon oranının nükleer genomun 10-50 katına ulaştığı, dolayısıyla insan mitokondrisinin kötü mutasyon olasılığı değişti. Çok büyük.
Böyle devam ederse insan türünün nesli tükenecek mi?
Endişelenmeyin, çünkü insanlar, diğer yüksek hayvanlar gibi, uzun süredir bir çözüm geliştirdiler, yani kadınlar, mitokondride kötü mutasyon olasılığını azaltmak için yumurtalarını doğar doğmaz dondururlar ve tekrar bölünmelerini önlerler. .
Bu garanti ile diğer hücreler istedikleri gibi olabilir ve insanların üreme çağına kadar yaşayabilmeleri için yeterlidir. Lane bu fenomene bir isim verdi "Ölümsüz germ hattı, ölümlü vücut" (Ölümsüz germ hattı, ölümlü vücut).
Yaşamın anlamı, kişinin vücudunu asla yaşlandırmamak değil, genlerinin sonsuza kadar devam etmesini sağlamaktır. Yani doğal seçilim yaşlanmayı hiç umursamıyor, sadece üremeyi önemsiyor. Üremeyle ilgili tüm işlevler daha iyi ve daha iyi evrim geçiriyor, ancak yaşlanma söz konusu olduğunda, gönülsüzce ve dikkatsizce gelişiyor.
Bu insanlar için bir istisna değildir, bu yüzden seks hakkındaki bu makalenin diğer ikisinden daha fazla tıklama alacağını tahmin ediyorum.
Aslında, insan hayatı yeterince uzundu. Doğurganlığı kaybettikten sonra uzun süre yaşayabilen birkaç türden biriyiz çünkü atalarımızın son derece güçlü uzun mesafe koşma yeteneği geliştirmeleri ve Afrika'ya hükmetmek için bu eşsiz beceriye güvenmeleri. Güçlü uzun mesafe koşma yeteneği, insan mitokondrilerinin kalitesinin çok iyi olduğunu ve insanların yaşam süresinin diğer primatlara göre çok daha uzun olduğunu göstermektedir.
Aslında tam da atalarımızın uzun bir yaşam süresine sahip olmaları nedeniyle, seleflerinin bıraktığı bilgi ve deneyimleri öğrenmek için yeterli zamana sahip olmaları ve sonunda olağanüstü bir bilgelik geliştirerek hayatımıza yeni bir anlam kazandırmasıdır.
