O nouă lege a biologiei ar putea explica de ce îmbătrânim

Viața pare să necesite cel puțin un anumit grad de instabilitate. Această realitate ar trebui considerată o universalitate biologică, susține biologul molecular John Tower de la Universitatea Southern California.

Legile biologice sunt considerate rare și descriu modele sau principii organizatorice care par a fi general omniprezente.

Ce s-a descoperit

Deși pot fi mai puțin rigide decât absoluturile din matematică sau fizică, aceste reguli biologice ajută la o mai bună înțelegere a proceselor complexe care guvernează viața.

Majoritatea exemplelor găsite până acum se referă la conservarea materialelor sau a energiei, și prin urmare, la tendința vieții către stabilitate.

De exemplu, regula lui Allen, formulată în 1877, afirmă că animalele cu sânge cald din zonele mai reci necesită membre mai robuste, cu o suprafață mai mică pentru a conserva căldura corporală, în timp ce în regiunile mai calde este valabil contrariul.

Dar, ca în cazul oricăror fenomene biologice, există și excepții: inclusiv câinii de tufă cu picioare scurte găsiți în America Centrală și de Sud și broasca comună.

Un alt exemplu de reguli biologice constă în structuri repetitive care respectă legile puterii matematice pe măsură ce cresc în dimensiune, cum ar fi spirala tot mai mare a unei cochilii de nautilus.

Acestea sunt răspândite în multe sisteme biologice și sunt strategii despre care se crede că economisesc utilizarea energiei și materialelor. Modul în care albinele fac faguri hexagonali este un alt exemplu inteligent.

„Structurile auto-similare, inclusiv spiralele logaritmice, sunt considerate cea mai economică modalitate de a crește dimensiunea unei structuri, fără a schimba forma sau a distruge structura existentă”, explică Tower.

Conceptul său, numit „instabilitate selectiv avantajoasă”, însă, contrazice această tendință către conservarea resurselor în sistemele biologice.

Acesta susține că cel puțin o anumită volatilitate este o necesitate biologică fundamentală, în ciuda faptului că o astfel de instabilitate duce la pierderea resurselor. Aceasta pentru că există alte lucruri de câștigat.

„Instabilitatea selectiv avantajoasă crește complexitatea sistemului, iar această complexitate crescută are beneficii potențiale”, scrie Tower.

Absolut totul este supus schimbărilor

Aceste beneficii includ puterea de a se schimba și, prin urmare, de a se adapta, ceea ce se întâmplă la toate nivelurile biologice, de la molecular la populațional.

„Chiar și cele mai simple celule conțin proteaze și nucleaze și degradează și înlocuiesc în mod regulat proteinele și ARN-urile lor, indicând faptul că instabilitatea selectiv avantajoasă este esențială pentru viață”, spune Tower.

Necesitatea instabilității duce inevitabil la pierderea de energie și resurse și la acumularea de mutații genetice care pot fi fie dăunătoare, fie benigne. Astfel apare îmbătrânirea biologică, speculează Tower.

Totuși, fără instabilitate și dezavantajele acesteia, viața nu ar putea să se adapteze și să prospere prin timp și spațiu.

Prin urmare, suntem prinși într-o luptă contradictorie între nevoia de stabilitate și instabilitate, făcând compromisuri în ambele sensuri.

„Știința a fost fascinată în ultima vreme de concepte precum teoria haosului, criticitatea, modelele Turing și conștiința celulară”, spune Tower.

„Cercetările din domeniu sugerează că instabilitatea selectiv avantajoasă joacă un rol important în producerea fiecăruia dintre aceste fenomene”, spune, de asemenea, acesta.