UCL領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，某些蠕蟲在遺傳上傾向于在衰老之前死亡，這似乎通過減少食物需求而使殖民地受益。

該模型研究發(fā)表在《衰老細(xì)胞》(Aging Cell)中，為動(dòng)物的程序性適應(yīng)性死亡提供了第一個(gè)證據(jù)，該動(dòng)物由于對(duì)社區(qū)的利益而進(jìn)化。

首席作者大衛(wèi)·吉姆斯教授(UCL健康老齡化研究所)說：“根據(jù)進(jìn)化論，利他主義的死亡通常不會(huì)進(jìn)化，因?yàn)榱艚o親戚更多的食物。這是因?yàn)槠渌麎勖L(zhǎng)的人會(huì)消耗利他主義留下的資源在所謂的公地悲劇中，同志們戰(zhàn)勝了他們。

“但是最近發(fā)現(xiàn)，野生秀麗線蟲live蟲生活在相同蠕蟲的菌落中，這將阻止具有不同基因的長(zhǎng)壽蠕蟲被接管。”

研究人員解釋說，進(jìn)化理論家最初認(rèn)為衰老是為了減少種群數(shù)量，以增加年輕人的食物供應(yīng)量，但是科學(xué)家們表明，這對(duì)大多數(shù)動(dòng)物來說都是不正確的，因?yàn)閴勖L(zhǎng)的非利他主義者通常會(huì)受到青睞。自然選擇。

但是，某些生物擁有看來是自我毀滅的程序，使它們無法生存到一定年齡。例如，在微小的round蟲秀麗隱桿線蟲中，特定基因的突變可能會(huì)極大地延長(zhǎng)其壽命，大概是通過關(guān)閉縮短壽命的程序。

在當(dāng)前的研究中，UCL研究人員研究了秀麗隱桿線蟲生命周期的細(xì)節(jié)，以通過設(shè)計(jì)在有限食物供應(yīng)下生長(zhǎng)的秀麗隱桿線蟲菌落的計(jì)算機(jī)模型來了解程序性死亡為何對(duì)他們有用。他們測(cè)試了較短的壽命是否會(huì)通過產(chǎn)生等效的菌落種子(一種稱為dauer的蠕蟲的傳播形式)來提高菌落的繁殖能力。

他們發(fā)現(xiàn)較短的壽命，以及較短的生殖距離和降低的成年攝食率，可以提高菌落的繁殖成功率。

第一作者Evgeniy Galimov博士(UCL健康老齡化研究所)說：“多年來已知程序性細(xì)胞死亡有益于活生物體，但我們現(xiàn)在也意識(shí)到程序性生物死亡也可以有益于動(dòng)物群落。”

該發(fā)現(xiàn)對(duì)衰老生物學(xué)的研究具有重要意義，其中大部分是使用秀麗隱桿線蟲進(jìn)行的。其他動(dòng)物的基因與會(huì)延長(zhǎng)壽命的疾病的蠕蟲基因相似，因此對(duì)這些基因功能的更多了解可能有助于醫(yī)學(xué)研究。

但是研究人員警告說，他們的最新發(fā)現(xiàn)是針對(duì)蠕蟲的，這些蠕蟲的生命周期適合這種自適應(yīng)機(jī)制。

杰姆斯教授說：“我們的發(fā)現(xiàn)與古老的理論是一致的，即衰老在某種程度上是有益的，因?yàn)樗鼈儽砻髁送ㄟ^早死增加親戚的食物供應(yīng)量是一種成功的策略，我們稱之為消費(fèi)者犧牲。但是適應(yīng)性死亡可以只有在某些特殊條件下才能進(jìn)化，這些特殊條件下親戚關(guān)系密切的人群不會(huì)與非親戚混在一起。因此，這預(yù)計(jì)不會(huì)適用于人類，但在殖民地微生物中似乎經(jīng)常發(fā)生。”

Galimov博士繼續(xù)說道：“在某些類型的鮭魚中可能會(huì)發(fā)生適應(yīng)性死亡，這些鮭魚在河的上游大量產(chǎn)卵和死亡。有研究表明，腐爛的死鮭魚會(huì)養(yǎng)育鮭魚苗。我們稱之為適應(yīng)性死亡生物量犧牲的形式。”

這項(xiàng)工作說明了如何降低個(gè)體的進(jìn)化適應(yīng)度可以如何提高群落對(duì)居住在殖民地的生物體的適應(yīng)度。

作者說，他們工作的下一個(gè)階段是研究實(shí)際的秀麗隱桿線蟲菌落，以測(cè)試模型預(yù)測(cè)的行為，然后使用該知識(shí)來構(gòu)建更現(xiàn)實(shí)的模型，以了解適應(yīng)性死亡。

這項(xiàng)工作由惠康資助，并得到了BBSRC的支持。