Внешняя смертность - Extrinsic mortality

Внешняя смертность представляет собой сумму воздействия внешних факторов, таких как солнечный свет и загрязняющие вещества которые способствуют старение и в конце концов смерть. Это противоположно внутренней смертности, которая представляет собой сумму эффектов внутренних факторов, таких как мутации из-за ошибок репликации ДНК.[1] Внешняя смертность играет важную 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 селективное давление в сторону увеличения продолжительности жизни и более поздних репродуктивных периодов или более короткой продолжительности жизни и более ранних репродуктивных периодов.

Классические теории старения включают:[2]

  • Теория мутационного накопления старения - 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 обычно отбираются плейотропные гены, которые выражают фенотипы, повышающие приспособленность в раннем возрасте, и другие фенотипы, снижающие приспособленность в более позднем возрасте, вредные фенотипы способствуют старению и эволюционному компромиссу между продолжительностью жизни и размножением.
  • Теория одноразовой сомы старения - поскольку ресурсы часто ограничены, а влияние естественного отбора уменьшается с возрастом по тем же причинам, что и теория старения с накоплением мутаций, организмы, которые вкладывают большее количество 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] Согласно теории старения с накоплением мутаций повышенное количество внешних факторов смертности предотвращает отбор против развития случайных мутаций зародышевой линии. Согласно гипотезе антагонистической плейотропии, внешние факторы смертности предотвращают отбор против плейотропных генов, выражающих вредные фенотипы в более позднем возрасте. Согласно 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 Реманей выявили, что неслучайные факторы внешней смертности, которые более характерны 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 противоречат теоретической корреляции 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 зависимость от плотности в качестве дополнительного фактора, который взаимодействует с внешней смертностью, оказывая различное влияние на воспроизводство и старение. Благодаря использованию теоретических моделей взаимосвязь между внешней смертностью и зависимость от плотности Было показано, что это механизм компенсации, при котором чем выше сила внешних факторов 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 современных популяциях людей ожидаемая продолжительность жизни значительно увеличилась благодаря достижениям медицины, снижающим смертность при родах и предотвращающим смертельные детские инфекции. Это привело к сдвигу в распределении смертей 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 заботу о внуках, 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 одинаково. Исследование, проведенное в Северной Америке, показывает, что в регионах 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 утверждается, 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 среди женщин, живущих в сельской местности. Доминика 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 связано не с детской смертностью конкретно, а с факторами, способствующими детской смертности, приводящей к энергетическому стрессу, который предотвратил более раннюю беременность.[10]

Корреляция между этим паттерном и паттерном воспроизведения, предсказанным Одноразовая сома Теория старения очевидно в том, что и теория, и модель репродукции доминиканских женщин предсказывают более раннее оплодотворение во времена внешнего стресса.[10]

Рекомендации

  1. ^ «Внешнее старение». TheFreeDictionary.com. Получено 2018-10-08.
  2. ^ Елена С.Ф., Санхуан Р. (декабрь 2003 г.). «Эволюция. Взобраться на каждую гору?». Наука. 302 (5653): 2074–5. Дои:10.1126 / science.1093165. PMID  14684807.
  3. ^ а б c Шохирев М.Н., Джонсон А.А. (21.01.2014). «Влияние внешней смертности на эволюцию старения: подход стохастического моделирования». PLOS One. 9 (1): e86602. Дои:10.1371 / journal.pone.0086602. ЧВК  3897743. PMID  24466165.
  4. ^ Резник Д.Н., Брайант М.Дж., Рофф Д., Галамбор С.К., Галамбор, DE (октябрь 2004 г.). «Влияние внешней смертности на эволюцию старения у гуппи». Природа. 431 (7012): 1095–9. Дои:10.1038 / природа02936. PMID  15510147.
  5. ^ Чен Х.Ю., Маклаков А.А. (ноябрь 2012 г.). «Увеличение продолжительности жизни происходит при высоком уровне смертности, связанной с заболеванием». Текущая биология. 22 (22): 2140–3. Дои:10.1016 / j.cub.2012.09.021. PMID  23084993.
  6. ^ 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. Дои:10.1007 / s12110-014-9204-5. PMID  24990431.
  7. ^ Данько MJ, Burger O, Kozłowski J (2017). «Зависимость от плотности взаимодействует с внешней смертностью в формировании историй жизни». PLOS One. 12 (10): e0186661. Дои:10.1371 / journal.pone.0186661. ЧВК  5648222. PMID  29049399.
  8. ^ Карнес Б.А. (апрель 2004 г.). «Дарвиновские тела в ламаркианском мире». Геронтолог. 44 (2): 274–279. Дои:10.1093 / geront / 44.2.274.
  9. ^ Blell M (29.09.2017). Гипотеза бабушки, эффект бабушки и модели проживания. Международная энциклопедия антропологии. John Wiley & Sons, Ltd., стр. 1–5. Дои:10.1002 / 9781118924396.wbiea2162. ISBN  9780470657225.
  10. ^ а б Куинлан Р.Дж. (01.06.2010). «Влияние внешней смертности на репродуктивные стратегии в Карибском сообществе». Человеческая природа. 21 (2): 124–139. Дои:10.1007 / s12110-010-9085-1.