Dynamique évolutive du vieillissement. A une période de la cible de fécondité (à gauche) et une réalisation possible avec une série réelle de séquences génotypiques la traçant par mutations (à droite), B l'évolution du génotype de fécondité moyenne vers la cible mobile à travers 4 périodes cibles (4 000 générations) ( courbe supérieure) et la moyenne de réseau du taux de vieillissement au cours de ces 4 périodes cibles dans le régime de sélection directionnelle (trace inférieure), C instantanés consécutifs de simulations avec reproduction sexuée. Rangée supérieure : phase transitoire ; rangée du bas : phase stationnaire. Valeurs des paramètres comme dans le document de recherche Tableau 1. Crédit : Biologie BMC (2023). DOI : 10.1186/s12915-023-01716-w
Le mystère du vieillissement fascine les gens depuis des millénaires, et nombreux sont ceux qui sont prêts à tout pour arrêter ou inverser ce processus, car le vieillissement est généralement associé à une détérioration progressive de la plupart des fonctions corporelles. Bien que la sénescence fasse naturellement partie de la vie, les biologistes comprennent étonnamment peu de choses sur l’émergence de ce processus au cours de l’évolution.
Il n’est pas clair si le vieillissement est inévitable, car certains organismes ne semblent pas vieillir du tout ; par ailleurs, le phénomène connu sous le nom de vieillissement négatif, ou rajeunissement, existe bel et bien : par exemple, les fonctions vitales de certaines tortues s'améliorent avec l'âge.
Les chercheurs de l'Institut de l'Évolution dirigé par l'académicien Eörs Szathmáry se sont efforcés de prouver la validité d'une théorie du vieillissement précédemment proposée mais non encore prouvée. La théorie suggère que, dans de bonnes circonstances, l’évolution peut favoriser la prolifération de gènes contrôlant la sénescence.
La recherche est publiée dans la revue Biologie BMC.
Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont utilisé un modèle informatique qu’ils avaient développé. Ce modèle est un algorithme capable de simuler des processus à long terme dans des populations d'organismes et de gènes dans des circonstances contrôlées par les scientifiques. Essentiellement, avec de tels modèles, des scénarios d’évolution peuvent être exécutés, produisant des résultats en quelques heures plutôt que sur des millions d’années. La recherche évolutionniste moderne serait inconcevable sans modélisation informatique.
La question fondamentale de la recherche était simple : le vieillissement a-t-il une signification ? Remplit-il une fonction évolutive, ou est-ce effectivement un sous-produit amer et mortel de la vie ?
“Le vieillissement peut avoir une fonction évolutive s'il existe une sélection pour la sénescence. Dans notre recherche, nous avons cherché à découvrir cette sélection”, explique Szathmáry. “Selon les explications classiques, le vieillissement apparaît dans les populations même sans sélection. En effet, les individus mourraient tôt ou tard sans vieillir (à la suite d'une maladie ou d'un accident), donc la force de sélection naturelle dans la population s'affaiblirait. et plus faible.
“Cela crée une opportunité pour l'accumulation de gènes qui ont un effet néfaste sur les individus chronologiquement âgés (provoquant ainsi la sénescence). Ce qui signifierait que le vieillissement n'est qu'une conséquence collatérale de l'évolution et n'a aucune fonction adaptative.”
Au cours du siècle dernier, en utilisant différents mécanismes biologiques, plusieurs théories évolutionnistes ont été formulées pour expliquer le vieillissement inévitable, qui n'a aucune fonction positive. Plusieurs scientifiques ont accepté cette hypothèse comme un fait, mais lorsque des organismes non vieillissants ont été découverts, de plus en plus de chercheurs ont remis en question le caractère inévitable de la sénescence et ont suggéré que le vieillissement pourrait également présenter certains avantages.
“Il est désormais admis dans la communauté de la biologie évolutionniste que les théories classiques non adaptatives du vieillissement ne peuvent pas expliquer tous les schémas de vieillissement de la nature, ce qui signifie que l'explication du vieillissement est redevenue une question ouverte”, explique Szathmáry.
“Des théories adaptatives alternatives proposent des solutions à ce problème en suggérant des conséquences positives de la sénescence. Par exemple, il est possible que dans un environnement changeant, le vieillissement et la mort soient plus avantageux pour les individus, car ainsi la compétition, qui entrave la survie et la reproduction des la descendance la plus adaptable avec de meilleures compositions génétiques peut être diminuée. »
Toutefois, ce scénario n’est vrai que si les individus sont majoritairement entourés de leurs proches. Autrement, lors de la reproduction sexuée, les individus non vieillissants « volent » les meilleurs gènes (c'est-à-dire les mieux adaptés à un environnement modifié) aux membres de la population vieillissante, et donc la sénescence significative disparaît.
Après avoir exécuté le modèle, les biologistes ont découvert que le vieillissement pouvait effectivement accélérer l’évolution. Ceci est avantageux dans un monde en évolution, car une adaptation plus rapide peut trouver plus rapidement des caractères adéquats, favorisant ainsi la survie et la propagation des gènes descendants. Cela signifie que la sénescence peut devenir une caractéristique avantageuse et être favorisée par la sélection naturelle.
Plus d'information:
András Szilágyi et al, La sélection directionnelle couplée à la sélection de parenté favorise l'établissement de la sénescence, Biologie BMC (2023). DOI : 10.1186/s12915-023-01716-w
Fourni par Ökológiai Kutatóközpont
Citation: Les scientifiques découvrent que la sénescence peut accélérer l'évolution (11 décembre 2023) récupéré le 11 décembre 2023 sur
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