O nouă „regulă a biologiei” ar putea explica mai bine evoluția și îmbătrânirea

Un biolog molecular de la Colegiul de Litere, Arte și Științe USC Dornsife (SUA) ar putea fi pe cale să descopere o nouă „regulă a biologiei”.

O regulă a biologiei, uneori numită lege biologică, descrie un tipar recunoscut sau un adevăr general valabil printre organismele vii. De exemplu, regula lui Allen afirmă că, în rândul animalelor cu sânge cald, cele găsite în zone mai reci au membre mai scurte și mai groase (pentru a conserva căldura corporală) decât cele din regiunile mai calde, care au nevoie de o suprafață corporală mai mare pentru a disipa căldura.

• Cel mai bătrân strămoș al rechinilor înota în apele Australiei pe vremea dinozaurilor
• ADN-ul de lup se ascunde în majoritatea câinilor, au descoperit oamenii de știință

Zoologul Joel Allen a formulat această idee în 1877 și, deși nu a fost nici primul și nici ultimul care a prezentat o regulă a biologiei, a sa este una dintre puținele care au câștigat acceptarea oamenilor de știință.

Acum, John Tower, profesor de științe biologice la USC Dornsife, crede că a descoperit o altă regulă a biologiei. El și-a publicat ideea în jurnalul Frontiers in Aging.

Aceasta ar putea fi cea mai nouă regulă a biologiei

Regula lui Tower contestă noțiunile îndelung susținute conform cărora majoritatea organismelor vii preferă stabilitatea în detrimentul instabilității, deoarece stabilitatea necesită mai puțină energie și resurse. De exemplu, hexagoanele apar frecvent în natură (de exemplu, fagurii și ochii insectelor) deoarece sunt stabile și necesită cea mai mică cantitate de material pentru a acoperi o suprafață.

Tower își concentrează regula pe instabilitate, în special pe un concept numit „instabilitate selectiv avantajoasă” (SAI), în care o anumită volatilitate a componentelor biologice, cum ar fi proteinele și materialul genetic, le oferă un avantaj celulelor.

Tower crede că SAI este o parte fundamentală a biologiei. „Chiar și cele mai simple celule conțin proteaze și nucleaze și își degradează și înlocuiesc în mod regulat proteinele și ARN-urile, indicând faptul că SAI este esențială pentru viață,” explică el.

El spune că SAI are, de asemenea, un rol cheie în evoluție.

Pe măsură ce celulele își desfășoară activitatea, construind și degradând diverse componente instabile, ele vor exista într-una dintre două stări: o stare cu o componentă instabilă prezentă și o stare în care componenta instabilă este absentă.

Implicații uriașe pentru știința biologică

Selecția naturală poate acționa diferit asupra celor două stări ale celulelor. „Aceasta poate favoriza menținerea atât a unei gene normale, cât și a unei mutații genetice în aceeași populație de celule, dacă gena normală este favorabilă într-o stare celulară și mutația genetică este favorabilă în cealaltă stare celulară,” spune el. Permițând această diversitate genetică, celulele și organismele pot deveni mai adaptabile, notează Eurek Alert.

Instabilitatea selectiv avantajoasă poate contribui și la îmbătrânire. Crearea și apoi înlocuirea componentelor instabile din celule vine cu un cost în materie de materiale și energie. Degradarea lor poate necesita, de asemenea, energie suplimentară.

Deoarece SAI stabilește două stări potențiale pentru o celulă, permițând coexistența genelor normale și celor mutante, dacă gena mutantă este dăunătoare, aceasta poate contribui la îmbătrânire, spune Tower.

Pe lângă evoluție și îmbătrânire, SAI are și alte implicații de amploare.

„Știința a fost fascinată în ultimul timp de concepte precum teoria haosului, criticitatea, modelele Turing și ‘conștiința celulară’. Cercetările din domeniu sugerează că SAI are un rol important în producerea fiecăruia dintre aceste fenomene”, spune Tower.

Datorită ubicuității sale aparente în biologie și a implicațiilor sale de amploare, SAI ar putea fi cea mai nouă regulă a biologiei, spune el.

Vă recomandăm să citiți și:

Test de cultură generală. De ce este special nasul cămilelor?

Mici, dar istețe: cum influențează lumea insectele și alte nevertebrate?

Modul ciudat prin care tardigradele supraviețuiesc radiațiilor

Test de cultură generală. De ce pisicile dorm atât de mult?