Почему существа не живут вечно?

[Dialectic]

Вот у меня возник такой вопрос: а почему все живые существа рано или поздно умирают?
Ведь, вроде, клетки как делятся, и следовательно востанавливаются. Почему же
мы стареем и умираем? В чём причина не вечности живых организмов?
Что биология говорит (человеческим языком) на сей счёт?

Интересно так же- почему одни организмы живут столько то, а другие столько то лет?
Человек примерно 80 лет, а дуб может несколько сотен прожить? В чём биологическая причина разности возрастов тех или иных видов? И можно ли продолжительность жизни
(хотябы теоретически) продлить до бесконечности? Или быть может существует какойто
принципиальный механизм, который некоим образом обойти ннельзя? Тогда в чём он?

[Вадим Асадулин.]

Dialectic писал(а):

Ведь, вроде, клетки как делятся, и следовательно востанавливаются. В чём биологическая причина разности возрастов тех или иных видов? И можно ли продолжительность жизни (хотябы теоретически) продлить до бесконечности? Или быть может существует какойто принципиальный механизм, который некоим образом обойти ннельзя? Тогда в чём он?

Есть мнение, что количество делений детерминировано...

[Dialectic]

Вадим Асадулин. писал(а):

Есть мнение, что количество делений детерминировано...

Что значит детерминировано? Вы имеете ввиду конечное, заранее предопредеоённое число?
А какие теории ещё есть? Что говорят, интересно, по этому поводу поборники эволюции?

[e2e4]

Есть мнение, что причиной смерти являются т.н. свободные радикалы, постепенно разрушающие клетки и ДНК-информацию организма. Свободные радикалы - это молекулы с незавершенными электронными орбиталями, чрезвычайно активные. Соединяются с чем попало, вот - результат. Есть и протидействие - особые вещества, присутствующие в организме. Например, попугаи живут аномально долго (с точки зрения современной науки), если учесть такой критерий как средняя продолжительность жизни/вес тела. У них в клетках таких веществ - деактиваторов свободных радикалов в 10 раз больше, чем в клетках человека.

Вадим Асадулин писал(а):

Есть мнение, что количество делений детерминировано...

В качестве контраргумента(слабого) приведу следующее рассуждение:
1. Всем эукариотам (ядерным) клеткам свойственно размножение как делением, так и методом комбинирования хромосом родительских особей (половое);
2. Однако существуют доядерные организмы - прокариоты, у которых имеется только один механиз размножения - деление.
3. Если бы у прокариот было бы ограниченно кол-во делений, они просто бы вымерли.
Это рассуждение не означает, что ограничение на кол-во делений у эукариот отсутствует, но указывает, что у непосредственных предков эукариот его не имеется.

[Dialectic]

Интересно а откуда вообще беруться эти радикалы?
Кроме того, даже если они и разрушают - то, что
с того? Ведь не в одно же мгновение они разрушают весь организм?
Но тогда какие проблемы, ведь человек выростает всего из одной
здоровой клетки. Так почему же, те клетки которые здоровые
не поделяться и не заменют повреждённые?

[Dims]

Моё мнение состоит в том, что смерть эволюционно-целесообразна. Старое должно уступать место новому. Те виды, существа которых смертны, выигрывали борьбу за существование у тех видов, существа которых бессмертны (то есть, которые не умирали сами собой). Это происходило потому, что "бессмертные виды" не могли проявить того новаторства, которое проявляли "смертные виды".

В результате, бессмертные виды вымерли, а смертные остались. Механизмы смерти у всех разные и неоднородны. Тут и свободные радикалы, и естественный износ и теломеры. Всё используется для того, чтобы каждый организм в своё время умер.

[e2e4]

Dims, конечно, смерть необходима на некотором этапе эволюции.
Вопрос - а будет ли она необходима в будущем, когда будут освоены другие планеты, найдены источники огромной энергии, открыты способы производства всех необходимых человеку вещей в неограниченных кол-вах? И вопрос, что когда смерть утратить свою необходимость для дальнейшей эволюции, найти ее механизм и... выключить его.

[Dialectic]

Dims писал(а):

Моё мнение состоит в том, что смерть эволюционно-целесообразна. Старое должно уступать место новому. Те виды, существа которых смертны, выигрывали борьбу за существование у тех видов, существа которых бессмертны (то есть, которые не умирали сами собой). Это происходило потому, что "бессмертные виды" не могли проявить того новаторства, которое проявляли "смертные виды".

В результате, бессмертные виды вымерли, а смертные остались. Механизмы смерти у всех разные и неоднородны. Тут и свободные радикалы, и естественный износ и теломеры. Всё используется для того, чтобы каждый организм в своё время умер.

Значит Вы считаете, что бессмертные существа были?



Всё таки меня интерисует вопрос: почему мы умираем? Знает ли наука точный ответ?
Или опять, как и в физике, тут есть некоторые "модели"? А толком то, никто нечего и не знает?

[Dims]

e2e4 писал(а):

Вопрос - а будет ли она необходима в будущем,

Я думаю, что не будет. Собственно, эволюция уже несущественна. В наше время играет роль нучно-технический прогресс, который идёт по тем же принципам, но быстрее. В будущем будет воскресенье всех мёртвых, как говорится в Христианстве, то есть, смерть исчезнет.

Цитата:

И вопрос, что когда смерть утратить свою необходимость для дальнейшей эволюции, найти ее механизм и... выключить его.

Я думаю, что его нельзя выключить. Точно так же, как нельзя выключить механизм работы человеческого глаза. Он устроен сообразно физическим законам природы и будет работать до тех пор, пока не его не разрушат полностью. Так же и смерть. Я думаю, её нельзя выключить. А можно лишь полностью перепрограммировать и/или переконструировать человеческое тело.

Добавлено спустя 2 минуты 40 секунд:

Dialectic писал(а):

Значит Вы считаете, что бессмертные существа были?

Да, я думаю, что певоначально жизнь зародилась в некоем первичном бульоне и не разделялась на организмы ни в пространстве, ни во времени. Если сперва произошло разделение в пространстве, то получились бессмертные организмы. Когда потом к ним добавилось разделение во времени, они стали смертными.

Цитата:

Или опять, как и в физике, тут есть некоторые "модели"? А толком то, никто нечего и не знает?

А модель -- это просто научное название знания. Когда Вы что-то знаете, это означает, что у Вас есть модель этого.

[Chromocenter]

Свободные радикалы и детерминирование делений - это, конечно, неплохо звучит, но собственно говоря ничего не объясняет: свободные радикалы образуются во всех организмах и действуют и на одноклеточных и на многоклеточных, но при этом клоны одноклеточных не стареют, а многоклеточные - очень даже. Также и деревья могут могут жить тыщами лет, на что ни одно животное не спообно. С детерминировнным числом делений возникает вопрос - зачем это нужно? Поскольку само собой это не могло образоваться: любая клетка имеет неограниченные возможности к числу делений, поскольку если бы это было не таК, то жизни вообще бы не было. Следовательно, существуют иные причины - более глубокие для старения, которое реализуется через повышение активности радикалов и остановку делений. Единственное, что видитя - это накопление соматических мутаций: поскольку в отличае от клонов одноклеточных клетки многоклеточного не подверженны естетвенному отбору (только "искуственному" - либо уничтожаются имунной системой, либо им даётся сигнал к апоптозу (запрогроммированой смерти), но не эллимеинруются наподобии мутантов из популяии), то мутации остаются в организме и постепенно накапливаются. в конце концов их бывает уже достаточно много, что замедляет деления или увеличивает число апоптозирующих клеток. В итоге количество делений уже не покрывает эти факторы и организм теряет клетки, то есть стареет. Однако, иногда смерть всего организма в целом запрограммирована, поскольку необходима эволюционно - чтобы не создавать конкуренцию потмкам - классический пример этого - агава, и вообще у растений это достаточно распространено. У человека это едва ли имеет место, поскольку в эволюции людей имеется направленность на увеличение продолжительности жизни и именно за счёт растянутой старости. Думаю, что скорее всего у человека немного выбита система апоптоза, в сравнении с иными приматами, в следствии чего клеткам посылается сигнал умирать при большем числе накопленных мутаций, нежели для иных, поэтому старость носит менее выраженный характер, чем для многих других, которые практически сразу по окончании репродуктивного возраста дряхлеют и умирают. (Хотя слышал, что к примеру касатки живут ещё довольно долго после этого). Растения же могут жить так долго, потому что каждый лист или ветка у них достаточно автономна, тесно контактирует со средой и потому, опредлённый отбор тут, возможо и есть, что их и спасает от накопления мутаций.

[AlexDem]

Есть такое мнение, что Вольвокс изобрел смерть. Клетки вольвокса - эукариоты, а в Википедии сказано, что все эукариоты имеют линейные молекулы ДНК (у прокариот они - замкнуты в кольцо). Поэтому существующая гипотеза о теломерах как возможной причине старения, как и другие, связанные с "ненадёжностью" клеточных механизмов, вызывает сомнения - ведь обсуждаемая в той же статье бессмертная амёба является эукариотом...

Скорее всего, эта "ненадёжность" привнесена эволюцией искусственно, а значит - в принципе может быть устранена. Кстати, вот тут пишут, что у амебы ДНК в 70 раз больше, чем у человека, хотя гены и дублируются в ДНК по многу раз (но не думаю, что это связано с надёжностью - ведь и ошибок при копировании может быть больше, кроме того, есть много других примеров бессмертных организмов).

[Chromocenter]

У некоторых амёб (Chaos сhaos) геном, не в 70, ав сотни раз больше человечтего. Однако про телломеры звучит вовсе неправдоподобно, посокльку что в таком случае делать с линией половых клеток? что они от поколения к поколения будут уменьшатся? И что компенсирует это? Да и с тем что привнесена - не всё гладко: зачем?
Вольвокс изобрёл - да, и сделал он это вовсе не потому, что его "вынудили" к этому, а потому, что у него выделилась линия половых клеток: то есть не все клетки получили "право" свободно размножатя. Ведь именно тенденция клеток к свободному размножению- основная трудность в многоклеточности, когда каждая клетка должна "знать" своё место, а когда они забывают об это получается рак...

[AlexDem]

Chromocenter писал(а):

Да и с тем что привнесена - не всё гладко: зачем?

По моему мнению, вопрос "зачем" здесь не применим, скорее - "почему"? Возможно, потому, что виды организмов со сменой поколений оказались более жизнеспособными. Питательная среда - ограничена, поэтому если бы шансы старых и молодых организмов были равны, то процесс эволюции шёл бы медленнее - геном старого организма клонировался бы снова и снова, а множество молодняка погибало бы в конкуренции за пищу. Так что этот "приём" скорее всего похож на способ ускорения эволюции - умирающие организмы просто обошли вечноживущих на повороте

Такое поведение встречается даже у бактерий - в условиях голода часть популяции может "добровольно" принести себя в жертву - погибнуть для того, чтобы оставшаяся часть смогла питаться продуктами распада для продолжения жизни популяции...

Chromocenter писал(а):

Ведь именно тенденция клеток к свободному размножению - основная трудность в многоклеточности, когда каждая клетка должна "знать" своё место, а когда они забывают об это получается рак...

А в организме такое размножение могло бы легко контролироваться (и контролируется в определённых пределах) апоптозом - "программируемой клеточной смертью", если бы это было нужно. И почему это клетки обязательно должны испытывать тягу к размножению?

А про теломеры - может что-то в этом и есть. Даже если алгоритм старения привнесён эволюцией, что-то должно ему служить "часами" - возможно, он как раз базируется на теломерах (но вариант с половыми клетками действительно вроде указывает на то, что эти часы можно отключить). Читал, что встречаются случаи ранней старости, когда человек в 20 лет - уже старик, это вроде как связывают со сбоем таких часов...

[Chromocenter]

AlexDem писал(а):

Питательная среда - ограничена, поэтому если бы шансы старых и молодых организмов были равны, то процесс эволюции шёл бы медленнее - геном старого организма клонировался бы снова и снова, а множество молодняка погибало бы в конкуренции за пищу.

Клонировать можно геном и молодняка тоже. О конкуренции поколений я тоже говорил, но всё же врядли это единственная причина - к примеру у насекомых как будто не должно быть подобной конкуренции, а они всё равно не вечные, да и не так уж много организмов имеется с полностью изолированными поклениями, хотя с другой стороны у тех, кто размножается только делением старых и молодых быть не может и поэтому у них подобной проблемы нет вовсе.

AlexDem писал(а):

И почему это клетки обязательно должны испытывать тягу к размножению?

Потому что они клетки и потому произходят от одноклеточных, которые без подобной тяги давно загнулись. Поэтому когда появились организмы механизмам блокирования размножения неоткуда было взятся.

[AlexDem]

Chromocenter писал(а):

Клонировать можно геном и молодняка тоже. О конкуренции поколений я тоже говорил, но всё же врядли это единственная причина - к примеру у насекомых как будто не должно быть подобной конкуренции, а они всё равно не вечные, да и не так уж много организмов имеется с полностью изолированными поклениями, хотя с другой стороны у тех, кто размножается только делением старых и молодых быть не может и поэтому у них подобной проблемы нет вовсе.

Нет, говоря "старый" я имел ввиду "предшествующий" в том смысле, что "старый" организм содержит предшествующую версию генома. Поэтому если бы "предшествующие" организмы не умирали, то их версия генома реплицировалась бы в новых организмах снова и снова. Эволюция же базируется на изменчивости, поэтому принудительное умирание организмов с "предшествуюм" геном ускоряет изменчивость генома популяции в целом.

Представим популяцию организмов как кучу шариков разного цвета, "предшествующие" организмы обозначим тёмными шариками, а "последующие" - более светлыми. Допустим, что в каждый момент времени половина кучи погибает от внешних факторов (шарики выкидываем), зато другая половина - реплицируется (для каждого шарика в кучу добавляется ещё один такого же цвета). Таким образом размер кучи во времени не меняется.

Если все организмы - бессмертны (то есть не умирают сами, только от внешних факторов), то соотношение тёмных и светлых шариков в куче будет оставаться неизменным. Однако, если темные шарики погибают к тому же добровольно-принудительно, то соотношение тёмных и светлых будет очень быстро меняться - очень скоро у нас в куче останутся только светлые шарики. Это и есть - ускорение эволюции...

Хотя тут тоже можно возразить - освободившийся дополнительный объём могут начать занимать шарики другой кучи (т.е. другой популяции, другого вида). Возможно, дело не только в количестве пищи для популяции. Есть также динамические модели хищник-жертва, в которых показывается, что число хищников также растёт пропорционально размеру популяции. А эти хищники будут кушать равно "предыдущих" и "последующих" организмов, если эти организмы вечноживущие. Старение же даёт "последующим" некоторое преимущество, а "предыдущие" съедаются хищниками.

Chromocenter писал(а):

Поэтому когда появились организмы механизмам блокирования размножения неоткуда было взятся.

Нет, в организмах современных животных всё очень здорово сбалансировано, просто удивительно - как всё это работает! И, естественно, нормальные клетки находятся под воздействием соответствующих веществ и никуда не спешат с размножением. Точно не помню, но по-моему обычная клетка организма в течение жизни обновляется несколько раз (вот тут тоже об этом пишут), так что через десяток лет каждый из нас уже почти полностью - совершенно другой человек Думаю, что при необходимости огранизм мог бы обновляться и более долгий срок...