Новый закон биологии: нестабильность как основа жизни

Биологические законы описывают признанные закономерности среди живых организмов. Например, правило Аллена утверждает, что среди теплокровных животных, обитающих в холодных регионах, конечности короче и толще для сохранения тепла, а в жарких областях — длиннее и тоньше для более эффективного рассеивания тепла. Это правило было сформулировано зоологом Джоэлом Алленом в 1877 году и стало одним из немногих биологических законов, получивших признание ученых.

Профессор биологических наук USC Dornsife Джон Тауэр считает, что обнаружил новый биологический закон. Свою идею он опубликовал 16 мая в журнале Frontiers in Aging .

Жизнь и нестабильность

Закон Тауэра ставит под сомнение устоявшееся мнение о том, что большинство живых организмов предпочитают стабильность, так как она требует меньше энергии и ресурсов. В природе часто встречаются стабильные структуры, такие как гексагоны в сотах пчел и глазах насекомых, так как они требуют меньше материала для создания.

Тауэр предложил концепцию "избирательно выгодной нестабильности" (selectively advantageous instability, SAI), согласно которой определенная изменчивость в биологических компонентах, таких как белки и генетический материал, дает клеткам преимущество. По его мнению, SAI является основой жизни. Даже простейшие клетки содержат протеазы и нуклеазы, которые регулярно разрушают и заменяют белки и РНК, что указывает на важность SAI для жизни.

Влияние на эволюцию и старение

SAI играет ключевую роль в эволюции. Клетки постоянно создают и разрушают нестабильные компоненты, что приводит к существованию клеток в одном из двух состояний: с наличием нестабильного компонента или без него. Естественный отбор может действовать по-разному на эти два состояния, что способствует сохранению как нормальных генов, так и их мутаций в одной популяции клеток, если нормальный ген выгоден в одном состоянии, а мутированный — в другом. Это генетическое разнообразие делает клетки и организмы более адаптивными.

Избирательно выгодная нестабильность также может способствовать старению. Создание и замена нестабильных компонентов в клетках требует значительных затрат энергии и материалов. Если мутированный ген вреден, его сосуществование с нормальными генами может ускорять процессы старения.

Дальнейшие последствия

Кроме влияния на эволюцию и старение, SAI имеет и другие важные последствия. Современные исследования показывают, что SAI играет важную роль в таких явлениях, как теория хаоса , критичность, паттерны Тьюринга и " клеточное сознание ". Благодаря своей значимости и распространенности в биологии, избирательно выгодная нестабильность может стать новым биологическим законом.