Novi univerzalni zakon biologije mogao bi, konačno, da objasniti starenje

Foto: Shutterstock

Naučnici već dugo tragaju za univerzalnim zakonima u biologiji, sličnim zakonima koji postoje u matematici ili fizici. Ovi zakoni, iako često manje precizni, pružaju uvid u složene procese koji upravljaju životom na Zemlji. Jedan takav inovativan koncept predložio je molekularni biolog Džon Tauer sa Univerziteta Južne Kalifornije, koji tvrdi da nestabilnost igra ključnu ulogu u biologiji i može objasniti fenomene poput starenja, piše Science alert.

"Nestabilnost" u kontekstu koji Tauer koristi nije nužno negativna ili haotična. Umesto toga, ona se odnosi na promenljivost ili dinamičnost unutar bioloških sistema. Ova nestabilnost omogućava organizmima da se prilagode promenama u okruženju, evoluiraju i opstanu u različitim uslovima. To može uključivati razgradnju i zamenu proteina i RNK, akumulaciju genetskih mutacija, kao i promene na molekularnom, ćelijskom i populacionom nivou. Ukratko, nestabilnost je neophodna za život jer omogućava adaptaciju i evoluciju.

Preporučujemo

Biološki zakoni se najčešće odnose na očuvanje materijala i energije, što se manifestuje kroz životnu tendenciju ka stabilnosti. Na primer, Alenovo pravilo, formulisano 1877. godine, ističe da toplokrvne životinje u hladnijim klimama imaju krupnije udove sa manje površine kako bi zadržale toplotu, dok u toplijim klimama imaju duže udove sa većom površinom za efikasnije hlađenje. Međutim, kao i svaki biološki princip, postoje izuzeci kao što su kratkonoge pseće životinje u Centralnoj i Južnoj Americi, te obična žaba.

Još jedan primer su strukture koje se ponavljaju i poštuju matematičke zakone snage dok rastu u veličini, poput spirala ljušture nautilusa. Takve strukture se javljaju širom bioloških sistema i predstavljaju strategije za očuvanje energije i materijala. Pčele, na primer, prave heksagonalne saće, što je najekonomičniji način skladištenja meda uz minimalnu potrošnju voska.

Suprotstavljajući se ovoj tendenciji ka stabilnosti, Tauerov koncept 'selektivno povoljne nestabilnosti' predlaže da je barem neka nepredvidljivost fundamentalna za biološke sisteme. "Selektivno povoljna nestabilnost povećava složenost sistema, a ova povećana složenost ima potencijalne koristi," navodi Tauer. Ove koristi uključuju sposobnost promene i prilagođavanja, što se dešava na svim biološkim nivoima, od molekularnog do populacionog.

Jedan od najfascinantnijih aspekata Tauerove teorije je kako ona povezuje nestabilnost sa biološkim starenjem.

- Čak i najjednostavnije ćelije sadrže proteaze i nukleaze i redovno razgrađuju i zamenjuju svoje proteine i RNK, što ukazuje na to da je selektivno povoljna nestabilnost esencijalna za život - objašnjava Tauer.

Ovaj proces nestabilnosti neizbežno vodi do gubitka energije i resursa, kao i akumulacije genetskih mutacija koje mogu biti štetne ili bezopasne. Ovo je jedan od načina na koji se starenje može razumeti – kao posledica potrebne nestabilnosti u biološkim sistemima.

Nestabilnost omogućava životu da se prilagodi i evoluira kroz promene u vremenu i prostoru. Bez nje, život bi možda bio suviše krut da bi opstao u promenljivim uslovima. Tauerova teorija implicira da smo svi uhvaćeni u konstantnoj borbi između stabilnosti i nestabilnosti, gde svaki kompromis donosi određene koristi i troškove.

Interesantno je napomenuti da je nauka poslednjih godina sve više fascinirana konceptima kao što su teorija haosa, kritičnost, Turingovi obrasci i 'ćelijska svest'.

- Istraživanja u ovom polju sugerišu da selektivno povoljna nestabilnost igra važnu ulogu u proizvodnji svakog od ovih fenomena - kaže Tauer.

Tauerov rad, objavljen u časopisu Frontiers in Aging, donosi osvežavajući pogled na biologiju, naglašavajući da nestabilnost nije samo neizbežna, već i neophodna za život. Ovaj koncept bi mogao značajno promeniti naše razumevanje bioloških procesa i pomoći nam da dublje istražimo misterije života, adaptacije i starenja.

(Telegraf Nauka / Science alert)