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一些蠕虫被编程为为了殖民而尽早死亡

UCL领导的一项新研究发现,某些蠕虫在遗传上倾向于在衰老之前死亡,这似乎通过减少食物需求而使殖民地受益。

该模型研究发表在《衰老细胞》(Aging Cell)中,为动物的程序性适应性死亡提供了第一个证据,该动物由于对社区的利益而进化。

首席作者大卫·吉姆斯教授(UCL健康老龄化研究所)说:“根据进化论,利他主义的死亡通常不会进化,因为留给亲戚更多的食物。这是因为其他寿命更长的人会消耗利他主义留下的资源在所谓的公地悲剧中,同志们战胜了他们。

“但是最近发现,野生秀丽线虫live虫生活在相同蠕虫的菌落中,这将阻止具有不同基因的长寿蠕虫被接管。”

研究人员解释说,进化理论家最初认为衰老是为了减少种群数量,以增加年轻人的食物供应量,但是科学家们表明,这对大多数动物来说都是不正确的,因为寿命更长的非利他主义者通常会受到青睐。自然选择。

但是,某些生物拥有看来是自我毁灭的程序,使它们无法生存到一定年龄。例如,在微小的round虫秀丽隐杆线虫中,特定基因的突变可能会极大地延长其寿命,大概是通过关闭缩短寿命的程序。

在当前的研究中,UCL研究人员研究了秀丽隐杆线虫生命周期的细节,以通过设计在有限食物供应下生长的秀丽隐杆线虫菌落的计算机模型来了解程序性死亡为何对他们有用。他们测试了较短的寿命是否会通过产生等效的菌落种子(一种称为dauer的蠕虫的传播形式)来提高菌落的繁殖能力。

他们发现较短的寿命,以及较短的生殖距离和降低的成年摄食率,可以提高菌落的繁殖成功率。

第一作者Evgeniy Galimov博士(UCL健康老龄化研究所)说:“多年来已知程序性细胞死亡有益于活生物体,但我们现在也意识到程序性生物死亡也可以有益于动物群落。”

该发现对衰老生物学的研究具有重要意义,其中大部分是使用秀丽隐杆线虫进行的。其他动物的基因与会延长寿命的疾病的蠕虫基因相似,因此对这些基因功能的更多了解可能有助于医学研究。

但是研究人员警告说,他们的最新发现是针对蠕虫的,这些蠕虫的生命周期适合这种自适应机制。

杰姆斯教授说:“我们的发现与古老的理论是一致的,即衰老在某种程度上是有益的,因为它们表明了通过早死增加亲戚的食物供应量是一种成功的策略,我们称之为消费者牺牲。但是适应性死亡可以只有在某些特殊条件下才能进化,这些特殊条件下亲戚关系密切的人群不会与非亲戚混在一起。因此,这预计不会适用于人类,但在殖民地微生物中似乎经常发生。”

Galimov博士继续说道:“在某些类型的鲑鱼中可能会发生适应性死亡,这些鲑鱼在河的上游大量产卵和死亡。有研究表明,腐烂的死鲑鱼会养育鲑鱼苗。我们称之为适应性死亡生物量牺牲的形式。”

这项工作说明了如何降低个体的进化适应度可以如何提高群落对居住在殖民地的生物体的适应度。

作者说,他们工作的下一个阶段是研究实际的秀丽隐杆线虫菌落,以测试模型预测的行为,然后使用该知识来构建更现实的模型,以了解适应性死亡。

这项工作由惠康资助,并得到了BBSRC的支持。

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