UCL領(lǐng)導的一項新研究發(fā)現(xiàn)，某些蠕蟲在遺傳上傾向于在衰老之前死亡，這似乎通過減少食物需求而使殖民地受益。

該模型研究發(fā)表在《衰老細胞》(Aging Cell)中，為動物的程序性適應性死亡提供了第一個證據(jù)，該動物由于對社區(qū)的利益而進化。

首席作者大衛(wèi)·吉姆斯教授(UCL健康老齡化研究所)說：“根據(jù)進化論，利他主義的死亡通常不會進化，因為留給親戚更多的食物。這是因為其他壽命更長的人會消耗利他主義留下的資源在所謂的公地悲劇中，同志們戰(zhàn)勝了他們。

“但是最近發(fā)現(xiàn)，野生秀麗線蟲live蟲生活在相同蠕蟲的菌落中，這將阻止具有不同基因的長壽蠕蟲被接管。”

研究人員解釋說，進化理論家最初認為衰老是為了減少種群數(shù)量，以增加年輕人的食物供應量，但是科學家們表明，這對大多數(shù)動物來說都是不正確的，因為壽命更長的非利他主義者通常會受到青睞。自然選擇。

但是，某些生物擁有看來是自我毀滅的程序，使它們無法生存到一定年齡。例如，在微小的round蟲秀麗隱桿線蟲中，特定基因的突變可能會極大地延長其壽命，大概是通過關(guān)閉縮短壽命的程序。

在當前的研究中，UCL研究人員研究了秀麗隱桿線蟲生命周期的細節(jié)，以通過設(shè)計在有限食物供應下生長的秀麗隱桿線蟲菌落的計算機模型來了解程序性死亡為何對他們有用。他們測試了較短的壽命是否會通過產(chǎn)生等效的菌落種子(一種稱為dauer的蠕蟲的傳播形式)來提高菌落的繁殖能力。

他們發(fā)現(xiàn)較短的壽命，以及較短的生殖距離和降低的成年攝食率，可以提高菌落的繁殖成功率。

第一作者Evgeniy Galimov博士(UCL健康老齡化研究所)說：“多年來已知程序性細胞死亡有益于活生物體，但我們現(xiàn)在也意識到程序性生物死亡也可以有益于動物群落。”

該發(fā)現(xiàn)對衰老生物學的研究具有重要意義，其中大部分是使用秀麗隱桿線蟲進行的。其他動物的基因與會延長壽命的疾病的蠕蟲基因相似，因此對這些基因功能的更多了解可能有助于醫(yī)學研究。

但是研究人員警告說，他們的最新發(fā)現(xiàn)是針對蠕蟲的，這些蠕蟲的生命周期適合這種自適應機制。

杰姆斯教授說：“我們的發(fā)現(xiàn)與古老的理論是一致的，即衰老在某種程度上是有益的，因為它們表明了通過早死增加親戚的食物供應量是一種成功的策略，我們稱之為消費者犧牲。但是適應性死亡可以只有在某些特殊條件下才能進化，這些特殊條件下親戚關(guān)系密切的人群不會與非親戚混在一起。因此，這預計不會適用于人類，但在殖民地微生物中似乎經(jīng)常發(fā)生。”

Galimov博士繼續(xù)說道：“在某些類型的鮭魚中可能會發(fā)生適應性死亡，這些鮭魚在河的上游大量產(chǎn)卵和死亡。有研究表明，腐爛的死鮭魚會養(yǎng)育鮭魚苗。我們稱之為適應性死亡生物量犧牲的形式。”

這項工作說明了如何降低個體的進化適應度可以如何提高群落對居住在殖民地的生物體的適應度。

作者說，他們工作的下一個階段是研究實際的秀麗隱桿線蟲菌落，以測試模型預測的行為，然后使用該知識來構(gòu)建更現(xiàn)實的模型，以了解適應性死亡。

這項工作由惠康資助，并得到了BBSRC的支持。