Внешняя смертность - это сумма воздействия внешних факторов, таких как солнечный свет и загрязняющие вещества, которые способствуют старению и, в конечном итоге, смерти. Это противоположно внутренней смертности, которая представляет собой сумму эффектов внутренних факторов, таких как мутации из-за ошибок репликации ДНК. [1] Внешняя смертность играет значительную роль в эволюционных теориях старения, а также в обсуждении барьеров для здоровья, преодолевающих социально-экономические границы.
Эволюционные теории старения
Внешняя смертность подразумевается как в классических теориях старения, так и в неклассических исследованиях старения. В обоих случаях его существование вызывает избирательное давление в пользу увеличения продолжительности жизни и более поздних репродуктивных периодов или более короткой продолжительности жизни и более ранних репродуктивных периодов.
Классические теории старения включают: [2]
- Теория старения с накоплением мутаций.Поскольку внешняя смертность в мире настолько высока, немногие животные доживают до старости. В результате случайные мутации вредных зародышевых линий накапливаются практически без селективных недостатков.
- Гипотеза антагонистической плейотропии.Поскольку плейотропные гены, которые выражают фенотипы, которые повышают приспособленность в раннем возрасте, и другие фенотипы, которые снижают приспособленность в более позднем возрасте, обычно выбираются, вредные фенотипы способствуют старению и эволюционному компромиссу между продолжительностью жизни и воспроизводством.
- Теория старения одноразовой сомы - поскольку ресурсы часто ограничены, а влияние естественного отбора снижается с возрастом по тем же причинам, что и теория старения с накоплением мутаций, организмы, которые вкладывают больше энергии в более раннее воспроизводство, чем в долгосрочное поддержание тела, более успешны. . Отсутствие соматической поддержки и механизмов против старения приводит к старению.
Эти классические эволюционные теории старения постулируют, что количество внешних факторов смертности должно обратно коррелировать с продолжительностью жизни. [3] В теории старения с накоплением мутаций повышенное количество внешних факторов смертности предотвращает отбор против развития случайных мутаций зародышевой линии. В гипотезе антагонистической плейотропии внешние факторы смертности предотвращают отбор против плейотропных генов, проявляющих вредные фенотипы в более позднем возрасте. В теории старения одноразовой сомы внешние факторы смертности не позволяют организмам выбирать механизмы, которые способствуют долгосрочному поддержанию. [3] Однако в неклассических эволюционных теориях старения это понятие оспаривается и часто доказывается обратное; количество факторов внешней смертности коррелирует с продолжительностью жизни. Многочисленные исследования подтверждают это в разных популяциях разных видов. [3]
В неклассических исследованиях старения, как правило, используются модели, будь то биологические или вычислительные, для демонстрации механизмов и тенденций старения у разных организмов. В исследовании, проведенном на гуппи, было обнаружено, что у рыб с более высоким риском нападения хищников - внешнего фактора смертности - не наблюдается более раннего начала старения, чем у рыб с более низким риском нападения хищников. [4] Кроме того, исследование, проведенное на нематоде Caenorhabditis remanei, показало, что неслучайные внешние факторы смертности, более характерные для тех, с которыми сталкиваются нематоды в природе, приводят к увеличению продолжительности жизни и снижению старения. [5] Наконец, вычислительная модель с использованием таблиц дожития млекопитающих показала, что внешние факторы смертности могут увеличиваться, уменьшаться или не влиять на старение у разных видов. [6] Эти исследования противопоставляют теоретическую корреляцию между внешними факторами смертности и сокращением продолжительности жизни и репродуктивного возраста.
Расхождение между классическими теориями старения и неклассическими исследованиями старения может быть связано с влиянием зависимости от плотности как дополнительного фактора, который взаимодействует с внешней смертностью и оказывает различное влияние на репродуктивную функцию и старение. С помощью теоретических моделей было показано , что взаимодействие между внешней смертностью и зависимостью от плотности является механизмом компенсации, при котором чем выше сила факторов внешней смертности, тем меньше влияние зависимости от плотности. Это компенсирует влияние обоих факторов на старение только в том случае, если зависимость от плотности влияет на выживаемость независимо от возраста. [7]
В современных человеческих популяциях
Минимизация в развитых странах
В современном человеческом населении продолжительность жизни значительно увеличилась благодаря достижениям медицины, снижающим смертность при родах и предотвращающим смертельные детские инфекции. Это привело к сдвигу в распределении смертности от молодых к пожилым людям и сопровождалось переходом от внешних факторов смерти к смеси внутренних и внешних факторов. Поскольку внешние факторы смертности стали относительно не важными в качестве причины смерти в большинстве развитых стран, все большая часть населения этих стран состоит из пожилых людей, вышедших за рамки периода воспроизводства и воспитания бабушек. Следовательно, снижение внешних факторов смертности в развитых человеческих популяциях способствовало тому, что люди стали жить дольше, чем они могут воспроизводить. [8] Однако важно отметить, что способность людей жить дольше, чем они могут воспроизводить, потенциально связана с гипотезой бабушки, которая гласит, что менопауза позволяет пожилым женщинам оказывать всем родителям уход за внуками, чтобы улучшить их физическую форму. [9]
Риск в развитых странах
Хотя внешняя смертность снижается как в развитых странах, так и за их пределами, считается, что внешний риск не применяется в равной степени. Исследование, проведенное в Северной Америке, показывает, что в районах с более низким социально-экономическим статусом люди считают себя более восприимчивыми к внешним факторам смертности, а не к внутренним факторам смертности. Кроме того, повышенный предполагаемый риск внешней смертности связан с меньшими инвестициями в профилактические меры по охране здоровья. В исследовании говорится, что для повышения эффективности общественного здравоохранения реконструкция восприятия внешнего риска смертности в группах населения с более низким социально-экономическим статусом может ограничить психологические механизмы, которые приводят к предполагаемому фатализму внешних рисков. [6]
О репродуктивных стратегиях в неразвитых странах
Исследование, проведенное с участием женщин, живущих в сельских районах Доминики, демонстрирует репродуктивные стратегии, которые соответствуют изменяющимся уровням внешних факторов смертности, измеряемых показателями младенческой смертности. Исследование показывает, что во времена исторически низкой детской смертности женщины воспроизводили потомство в более позднем возрасте. Во времена высокой детской смертности женщины рожали раньше. Во времена чрезвычайно высоких показателей младенческой смертности женщины, как правило, воспроизводили потомство в более позднем возрасте, хотя исследование предполагает, что это может быть вызвано не детской смертностью конкретно, а факторами, способствующими детской смертности, приводящей к энергетическому стрессу, который предотвратил более раннюю беременность. [10]
Корреляция между этим паттерном и паттерном репродукции, предсказываемым теорией старения одноразовой сомы, очевидна в том, что как теория, так и паттерн репродукции доминиканских женщин предсказывают более раннее оплодотворение во времена внешнего стресса. [10]
Рекомендации
- ^ "Внешнее старение" . TheFreeDictionary.com . Проверено 8 октября 2018 .
- ^ Елена С.Ф., Санхуан Р. (декабрь 2003 г.). «Эволюция. Взобраться на каждую гору?». Наука . 302 (5653): 2074–5. DOI : 10.1126 / science.1093165 . PMID 14684807 . S2CID 83853360 .
- ^ а б в Шохирев М.Н., Джонсон А.А. (21.01.2014). «Влияние внешней смертности на эволюцию старения: подход стохастического моделирования» . PLOS ONE . 9 (1): e86602. Bibcode : 2014PLoSO ... 986602S . DOI : 10.1371 / journal.pone.0086602 . PMC 3897743 . PMID 24466165 .
- ^ Резник Д.Н., Брайант М.Дж., Рофф Д., Галамбор СК, Галамбор, DE (октябрь 2004 г.). «Влияние внешней смертности на эволюцию старения у гуппи». Природа . 431 (7012): 1095–9. Bibcode : 2004Natur.431.1095R . DOI : 10,1038 / природа02936 . PMID 15510147 . S2CID 205210169 .
- ^ Чен Х.Ю., Маклаков А.А. (ноябрь 2012 г.). «Увеличение продолжительности жизни происходит при высоком уровне смертности в зависимости от состояния» . Текущая биология . 22 (22): 2140–3. DOI : 10.1016 / j.cub.2012.09.021 . PMID 23084993 .
- ^ а б Пеппер Г.В., Крапива Д. (сентябрь 2014 г.). «Предполагаемый риск внешней смертности и заявленные усилия по сохранению здоровья: проверка поведенческого экологического прогноза». Человеческая природа . 25 (3): 378–92. DOI : 10.1007 / s12110-014-9204-5 . PMID 24990431 . S2CID 24682307 .
- ^ Данько MJ, Burger O, Kozłowski J (2017). «Зависимость от плотности взаимодействует с внешней смертностью в формировании историй жизни» . PLOS ONE . 12 (10): e0186661. Bibcode : 2017PLoSO..1286661D . DOI : 10.1371 / journal.pone.0186661 . PMC 5648222 . PMID 29049399 .
- ^ Карнес Б.А. (апрель 2004 г.). «Дарвиновские тела в ламаркианском мире» . Геронтолог . 44 (2): 274–279. DOI : 10.1093 / geront / 44.2.274 .
- ^ Blell M (29.09.2017). «Гипотеза бабушки, эффект бабушки и модели проживания». Международная энциклопедия антропологии . John Wiley & Sons, Ltd., стр. 1–5. DOI : 10.1002 / 9781118924396.wbiea2162 . ISBN 9780470657225. Отсутствует или пусто
|title=
( справка ) - ^ а б Куинлан Р.Дж. (01.06.2010). «Влияние внешней смертности на репродуктивные стратегии в Карибском сообществе». Человеческая природа . 21 (2): 124–139. DOI : 10.1007 / s12110-010-9085-1 . S2CID 39977514 .