"De temps en temps, l'esprit d'un homme est étiré par une nouvelle idée ou sensation, et ne se ramène jamais à ses anciennes dimensions."
– Oliver Wendell Holmes Sr.
En pensant aux mécanismes du vieillissement – nous vieillissons à cause de facteurs génétiques et de changements qui se produisent dans notre ADN, nos cellules et nos corps au fil du temps. En examinant le «pourquoi» du vieillissement dans une perspective plus large, on arrive finalement au facteur qui explique un grand nombre de questions «pourquoi» en biologie: l'évolution.
Les premières spéculations sur le rôle évolutif du vieillissement sont apparues dans des articles sur la sélection naturelle par Alfred Russel Wallace et Charles Darwin dans les années 1860. Ils ont estimé que le vieillissement était une caractéristique de l'espèce comme les rayures sur un zèbre avec chaque espèce ayant sa propre limite d'âge. Nous savons maintenant que le vieillissement n'est pas programmé dans les gènes de la même manière que les autres processus biologiques, mais il y a certainement des forces génétiques et autres à l'œuvre.
Perte de pression évolutive
En 1952, Sir Peter Medawar a écrit Un problème de biologie non résolu qui traitait de l'évolution du vieillissement. Il y a développé l'idée que les pressions de l'évolution perdent leur pouvoir au fur et à mesure que les animaux vieillissent. L'implication de ses idées est que les adaptations qui améliorent la condition physique des jeunes (ceux qui doivent encore se reproduire) seront favorisées même si ces adaptations entraînent des effets nocifs ou même la mort une fois que les individus ont dépassé leur prime reproductive. En termes purement évolutifs, la mort d'un membre plus âgé d'une population a souvent peu de désavantages en termes de survie des espèces. La pression évolutive favorise ainsi l'évolution des gènes dont les effets négatifs sont reportés après la reproduction et l'influence de la sélection naturelle diminue avec l'âge.
Le pouvoir de la pression évolutive dépend des exigences de la niche écologique. Par exemple, les animaux qui subissent des pressions de survie intenses de la part des prédateurs pourraient favoriser l'évolution de la production rapide de grandes portées comme les lapins ou les souris. Inversement, les circonstances qui atténuent les pressions évolutives, comme la réduction de la prédation en raison de l'habitat, de la taille, de la vitesse ou de la capacité de voler, pourraient réduire le volume reproductif et augmenter la valeur de l'espèce pour les espèces plus âgées. ).
Soma jetable
En 1977, le biologiste anglais Tom Kirkwood a proposé la théorie du «Soma jetable» (ou corps jetable). Plutôt que de mettre l'accent sur le vieillissement ou la longévité génétiquement programmés, cette théorie met l'accent sur le fait que la vie exige beaucoup d'énergie et de ressources. Avec des ressources limitées, les cellules et les organismes sont pris entre dépenser de l'énergie pour s'auto-entretenir et se reproduire. Si le taux de mortalité adulte des prédateurs, d'infection, d'accident ou de famine est élevé, il est inutile d'utiliser des ressources précieuses pour la réparation de l'ADN, la défense antioxydante ou le renouvellement des protéines pour produire un corps durable. En conséquence, les organismes ont évolué de sorte que la quantité d'énergie investie dans le maintien du corps est suffisante pour maintenir l'animal en vie assez longtemps pour se reproduire, mais moins que ce qui serait nécessaire pour vivre indéfiniment.
En mettant l'accent sur l'énergie et les ressources, la théorie du soma jetable aide à expliquer les différentes durées de vie entre les espèces. Une espèce avec un taux de mortalité extrinsèque élevé (comme de fortes pressions de prédation) devrait logiquement investir moins d'énergie dans la maintenance cellulaire et plus d'énergie à se reproduire rapidement. Selon cette théorie, les membres de ces espèces auront une durée de vie plus courte s'ils sont autorisés à vieillir, car leur investissement énergétique dans l'entretien du corps est minime. Les données de laboratoire et le travail sur le terrain de la biologie comparative soutiennent cette théorie. Les animaux ayant des adaptations qui réduisent la mortalité extrinsèque ont généralement une durée de vie plus longue. Cette différence a même été observée dans différentes populations au sein d'une même espèce. Steven Austad, un biologiste cellulaire, a trouvé que les opossums de Virginie vivaient sur une île où la mortalité extrinsèque était faible à un rythme plus lent que les opossums vivant sur le continent où il y avait un risque important de décès par prédation. Rien n'indique que d'autres facteurs environnementaux (par exemple parasitisme, maladie ou diminution de la disponibilité alimentaire) ont contribué à cette différence.
La théorie du soma jetable a été renforcée par des observations selon lesquelles la restriction calorique augmente la longévité chez les animaux de laboratoire. Il est logique que la restriction calorique déplace l'énergie allouée à la croissance et à la reproduction vers la réparation et la maintenance. Dans la nature, la famine est une menace continuelle menant à des réponses adaptatives. En période de pénurie, la reproduction serait réduite puisque la survie de la progéniture serait menacée. Au lieu de cela, l'énergie serait investie dans le maintien du corps pour survivre jusqu'à ce que la nourriture soit plus abondante et que l'efficacité de la reproduction soit plus élevée.
Les dynamiques de population
Plus récemment, le biologiste évolutionniste Joshua Mitteldorf a ajouté une théorie démographique du vieillissement basée sur la dynamique des populations. Il postule que la sélection naturelle au niveau individuel pousse inexorablement les taux de natalité jusqu'à ce que le taux de croissance de la population approche trois fois le taux de rétablissement de l'écosystème. À ce stade, la dynamique chaotique de la population résulte inévitablement. La sélection individuelle ne peut pas résoudre ce problème collectif. Les extinctions de population qui suivront seront aussi fréquentes que nécessaire pour maîtriser la sélection individuelle et imposer une restriction de la croissance, ramenant le système dans un état plus stable. L'émergence du vieillissement en tant qu'adaptation s'inscrit bien dans ce cadre. Le vieillissement deviendrait l'un des mécanismes par lesquels une espèce peut prendre le contrôle de son taux de mortalité, en supprimant les fluctuations violentes qui pourraient entraîner des extinctions. Le vieillissement, conjugué à la limitation de la reproduction et de la prédation, contribuerait à maintenir la croissance démographique à un rythme plus stable.
Une réponse métaphysique
Et peut-être y a-t-il une réponse métaphysique à la question «pourquoi vieillissons-nous? Nous vieillissons pour donner à notre conscience la capacité de grandir. Donc, notre vieillissement conscient n'est pas préordonné ou câblé comme notre génétique. C'est une potentialité que nous pouvons choisir de développer ou non.
