衰老是适应性的

衰老是所有生命形式共同的生命周期阶段,在单细胞和多细胞生物中都可以观察到。单细胞生物衰老的主要表现是复制性衰老。随着细胞老化,细胞周期变得越来越少,最终分裂停止。一旦处于这种细胞周期阻滞状态,细胞就会发生裂解。类似的生命周期阶段发生在构成多细胞动物的细胞中。然而,在多细胞组织的背景下,细胞衰老程序的适应性变得明显。衰老/死亡程序,如衰老、凋亡和自噬不适应受影响的细胞,但这些细胞在衰老的同时,给附近的细胞指示,从而改变它们的行为。这种由濒死细胞进行的指导活动对胚胎发生期间的组织建模和组织修复和维持等过程至关重要。从本质上讲,在整个动物的背景下,单个细胞的衰老和死亡使整个动物的基本功能成为可能,即单个细胞的衰老/死亡有利于整个动物的功能。这个例子引出了一个原则; the adaptive nature of individual cellular aging/death programs can only be appreciated when these cellular programs are interpreted within the context of functioning of the whole community of cells. The adaptive nature of these programs cannot be appreciated when affected individual cells are considered in isolation.

同样的原则也适用于生活在共享环境空间(即生态系统)中的动物和物种。生态系统由许多不同的物种(植物和动物)组成,这些系统受到高度调节。众所周知,一个健康和富有成效的生态系统需要丰富的物种多样性和受控制的种群密度;没有一个物种应该主宰生态系统。生态系统的组织是这样的,以优化其所有组成部分的功能,包括物种和个体。调节种群密度的一种机制是通过特定物种进化的衰老/死亡程序。这样的计划将维持适当的物种种群密度,这对整个生态系统的最佳功能和生产力是必要的。作为一个类比,我们可以把生态系统比作一个超级有机体,物种就像多细胞动物中的细胞一样。通过这种比较,物种特定的衰老/死亡程序的适应性本质类似于细胞衰老/死亡程序的适应性本质。

然而,人类已经改变了我们所居住的生态系统的功能。通过我们继承的文化体系,我们已经将我们的可居住环境空间扩展到全球范围。几乎四分之三的人类现在生活在城市生态系统中。与自然生态系统不同,城市生态系统包含一个优势物种,即人类,以及其他物种的稀缺。城市生态系统的组织不是为了优化其所有组成部分的功能,而是为了优化一个物种的功能,即我们。由于基因-文化共同进化是人类进化的主要驱动力,我们的城市生态系统将在塑造未来人类的衰老/死亡程序中发挥重要作用。

迈克尔·A·辛格
女王大学健康科学系荣誉退休教授
金斯敦,安大略省,加拿大

出版

衰老的起源:衰老是一种适应性表型的证据。
歌手马。
当代老龄科学,2016

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