Un problème pour Darwin: Pourquoi vieillissons-nous et mourons plutôt que de vivre pour toujours?

Que dirait Darwin? C'est la question que je pose d'abord quand je cherche une réponse à propos de quoi que ce soit de biologique. Qui suis-je pour discuter avec Theodosius Grygorovych Dobzhansky qui a intitulé célèbre un essai, "Rien dans la biologie n'a de sens sauf à la lumière de l'évolution."

Pourtant, le vieillissement présente un paradoxe apparent pour la théorie de l'évolution. La prémisse de base de l'évolution – la sélection naturelle – est que certains traits apparaissant au hasard sont mieux adaptés à la survie que d'autres. Les individus avec ces traits préférentiels survivront pour les transmettre aux nouvelles générations. Chez les humains, l'acuité mentale – la capacité de planifier la chasse et la cueillette – et les prouesses physiques – la capacité d'exécuter la chasse et la cueillette sont deux des traits humains qui ont survécu et évolué avec beaucoup de succès.

Mais avec le vieillissement vient la démence et la fragilité. Où est l'avantage là-dedans?

Leonid A. Gavrilov et Natalia S. Gavrilova dans "Théories évolutionnistes de
Aging and Longevity, "(The Scientific World Journal, 2002) se demandent comment l'évolution conduit à" des caractéristiques aussi étrangement nuisibles que la sénescence et les maladies dégénératives de la vie tardive au lieu de la jeunesse éternelle et de l'immortalité. Comment se fait-il qu'après avoir accompli le succès miraculeux qui nous a conduits d'une cellule unique à la conception jusqu'à la maturité sexuelle et l'âge adulte productif … le programme de développement formé par l'évolution biologique échoue même à maintenir les accomplissements de son propre travail? "

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Les Gavrilovs pointent vers une autre bizarrerie évolutionniste sur le vieillissement. Bien évidemment, le vieillissement survient longtemps après la durée de vie nécessaire pour continuer notre espèce «hors de portée de la sélection naturelle». Car si la sélection naturelle est – de façon simpliste – la lutte pour se reproduire, ce travail est fait des décennies avant les effets néfastes de la vieillissement.

Il y a des années, j'ai assisté à une conférence du biologiste évolutionniste Richard Levins dans laquelle il a noté que les humains ont besoin d'une espérance de vie de seulement vingt-cinq ans pour assurer la continuité de l'espèce. Nous sommes bien équipés pour nous reproduire en tant qu'adolescents, et une espérance de vie de vingt-cinq ans nous a laissé suffisamment de jeunes pour transmettre toute la culture nécessaire pour survivre et évoluer dans la plaine africaine jusqu'à notre forme biologique actuelle. Non seulement la vieillesse, mais le moyen âge semble être totalement hors de propos pour la survie.

La co-découverte de la sélection naturelle, Alfred Rusell Wallace, a émis l'hypothèse d'une "mort programmée" comme explication du vieillissement, "… lorsqu'un ou plusieurs individus ont fourni un nombre suffisant de successeurs eux-mêmes, en tant que consommateurs de nourriture de plus en plus sont une blessure à ces successeurs. La sélection naturelle les désherbe donc. "

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Cela me rappelle le livre, le jeu, et le film, "Le Temps Emprunté", dans lequel un homme piège la mort dans un arbre. Mais il en vient à voir les conséquences de ne rien mourir – des individus souffrant de douleurs non soulagées et de ressources limitées pour tous. Finalement, il laisse la mort sortir de l'arbre pour que le cycle de la vie et de la mort puisse continuer.

Malheureusement, la théorie programmée de la mort – que la mort a un avantage concurrentiel pour une espèce, sinon un individu – ne semble pas avoir de support empirique. Les animaux en captivité, et les humains dans notre civilisation moderne, vivent beaucoup plus longtemps que dans la nature, il semble donc que les durées de vie naturelles ne sont tout simplement pas assez longues pour la sélection de la mort programmée dans la vieillesse.

Le vieillissement présente ce que les Gavrilov appellent un «problème de synchronisation», car «de nombreuses manifestations du vieillissement se produisent après la période de reproduction des organismes en évolution à des âges qui sont hors de portée de la sélection naturelle».

Et ils proposent deux théories évolutionnistes non mutuellement exclusives pour expliquer le vieillissement.

La théorie de l'accumulation des mutations incarne l'idée que, bien que les traits relatifs au vieillissement – nous reproduisons des années avant que nous vieillissions – ne soient pas sélectionnés pour la survie, ils ne sont pas sélectionnés contre. Un gène mutant qui tue des enfants ne sera pas transmis à la génération suivante, mais un gène négatif – par exemple, la maladie d'Alzheimer – sera neutre à la sélection naturelle. Au fil du temps, ces gènes ne seront pas seulement transmis à la génération future, ils survivront et s'accumuleront dans la population humaine.

La théorie de la pléiotropie antagoniste, liée à l'accumulation de mutations, est l'idée que certains gènes qui ont une valeur de survie pour la reproduction portent eux-mêmes des effets négatifs en vieillissant. Les gènes pléiotropiques ont plus d'un effet – dans le vieillissement, des effets antagonistes. Supposons qu'il y ait un gène favorisant la croissance du calcium. C'est bon chez les jeunes. Les os solides favorisent la survie des humains qui évoluent chez les chasseurs-cueilleurs, mais la calcification favorise l'arthrite chez les personnes âgées. Ce qui est bon pour la reproduction peut ne pas être bon pour la longévité.

Derrière tout cela se trouve l'idée que dans l'environnement dans lequel les humains ont évolué, le vieillissement n'était pas une partie normale du cycle de la vie humaine. Jusqu'au Moyen Age, l'espérance de vie des humains n'était que de l'âge de Richard Levins nécessaire à la survie de l'espèce – environ 25 ans.

Nous vieillissons apparemment parce que les gènes du vieillissement sont neutres pour la sélection naturelle ou les effets secondaires négatifs des gènes qui, plus tôt dans la vie, favorisent la survie et la reproduction.

Pour la science, le vieillissement est en fait un phénomène nouveau qui, pour ainsi dire, n'en est qu'à ses balbutiements.

À l'avenir, je vais aller au-delà de l'évolution et examiner certains des mécanismes du vieillissement, quelles que soient leurs origines biologiques.

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Référence: Gavrilov, LA et Gavrilova, NS (2002) Les théories évolutionnaires du vieillissement et de la longévité. TheScientificWorldJOURNAL 2, 339-356.