Cień wyboru
Cień selekcyjny to koncepcja związana z ewolucyjnymi teoriami starzenia , która mówi, że presja selekcyjna wywierana na jednostkę zmniejsza się wraz z wiekiem i osiągnięciem dojrzałości płciowej , co skutkuje „cieniem” czasu, w którym nie bierze się pod uwagę selektywnej sprawności . W ciągu pokoleń skutkuje to nieprzystosowanymi mutacjami, które gromadzą się w późniejszym okresie życia, ponieważ starzenie się nie przystosowuje się do sprawności reprodukcyjnej. Koncepcję po raz pierwszy opracowali JBS Haldane i Peter Medawar w latach czterdziestych XX wieku, kiedy Medawar stworzył pierwszy model graficzny .
Model
Model opracowany przez Medawar stwierdza, że z powodu niebezpiecznych warunków i presji ze strony środowiska, w tym drapieżników i chorób, większość osobników na wolności umiera niedługo po osiągnięciu dojrzałości płciowej. W związku z tym istnieje małe prawdopodobieństwo, że jednostki dożyją późnego wieku i odczują skutki związane ze starzeniem się . W związku z tym skutki doboru naturalnego zmniejszają się wraz z wiekiem, tak że późniejsze indywidualne wyniki są ignorowane przez siły doboru. Prowadzi to do korzystnych mutacji nie zostaną wybrani, jeśli uzyskają pozytywny wynik tylko w późniejszym życiu, wraz ze szkodliwymi mutacjami w późniejszym życiu, przeciwko którym nie zostaną wybrani. Ze względu na sprawność osobnika, który nie jest dotknięty chorobą, gdy minął już okres reprodukcji, późniejsze mutacje i efekty uważa się za „cień” selekcji.
hipotezy akumulacji mutacji Medawar z 1952 r. , którą sam rozwinął George C. Williams w swojej hipotezie antagonistycznej plejotropii z 1957 r .
Klasycznym wymogiem i ograniczeniem modelu jest to, że liczba osobników w populacji, które dożywają starzenia się, musi być niewielka. Jeśli nie jest to prawdą w przypadku populacji, skutki starości nie będą w cieniu selekcji, a zamiast tego wpłyną na adaptację i ewolucję populacji jako całości. Jednocześnie jednak wymóg ten został zakwestionowany przez rosnącą liczbę dowodów na to, że starzenie się jest bardziej powszechne w dzikich populacjach niż wcześniej oczekiwano, zwłaszcza wśród ptaków i ssaków, podczas gdy efekty cienia selekcji pozostają obecne.
Model probówki firmy Medawar
Medawar opracował model teoretyczny, aby zademonstrować swój proces myślowy, który wyjaśnił, że większość zwierząt umrze, zanim starzenie się stanie się ostateczną przyczyną śmierci tego zwierzęcia. Byłoby to spowodowane czynnikami środowiskowymi, takimi jak duże burze, susze i pożary oraz drapieżnictwo. Medawar chciał zademonstrować tę możliwość, używając probówek, aby przedstawić swój punkt widzenia. Probówki byłyby używane do reprezentowania populacji gatunków. Gdyby jedna z tych probówek teoretycznie pękła, oznaczałoby to śmierć pojedynczego zwierzęcia. Losowo probówki byłyby następnie rozbijane w populacji, aby jego model był realistyczny. Rozbite probówki zostałyby zastąpione nowymi, które reprezentują nowe zwierzę rodzące się w populacji. Z biegiem czasu model wykazał, że liczba probówek powyżej pewnego wieku zmniejszałaby się w populacji w miarę umieszczania nowych probówek. Ogólne wyniki modelu myślowego Medawar wykazały wykładniczy spadek krzywej przeżywalności, co spowodowało, że populacja miała okres półtrwania . Ilość starszych zwierząt lub probówek w populacji byłaby wtedy trudniejsza do utrzymania i ostatecznie wymarłaby. Medawar stworzył ten model, aby ostatecznie wyjaśnić, co realistycznie wydarzyłoby się w prawdziwym życiu.
Krytyka
Jednak niektórzy naukowcy skrytykowali pomysł, że starzenie się nie jest adaptacyjne, zamiast tego przyjęli teorię „śmierci z założenia”. Teoria ta jest zgodna z pracami Augusta Weismanna , który stwierdza, że starzenie się wyewoluowało jako adaptacja i nie zgadza się z modelem Medawara jako postrzeganym nadmiernym uproszczeniem wpływu starszych organizmów na ewolucję. Twierdzi się również, że starsze organizmy mają wyższą zdolność reprodukcyjną ze względu na lepsze dopasowanie do swojego wieku, a nie taką samą zdolność, jak w obliczeniach Medawar.