La evolución del envejecimiento es una cuestión fundamental en biología. Si bien se han propuesto muchas teorías, todavía no hay consenso sobre la causa última del envejecimiento. Una teoría destacada es que el envejecimiento es el resultado de la selección natural que favorece una esperanza de vida genéticamente limitada como un beneficio lineal. Esta teoría postula que los individuos que viven más que su mejor momento reproductivo experimentan una disminución de su aptitud debido a la acumulación de mutaciones nocivas, y que esta disminución de la aptitud supera cualquier beneficio de una supervivencia continua.
Para probar esta teoría, desarrollamos un modelo espacial de selección natural que incorpora explícitamente los efectos del envejecimiento. Nuestro modelo muestra que, bajo una amplia gama de condiciones, la selección natural favorece la esperanza de vida genéticamente limitada como un beneficio lineal. Este resultado es robusto a los cambios en la tasa de mutación, la tasa de cambio ambiental y la intensidad de la competencia.
Nuestros hallazgos brindan un fuerte apoyo a la teoría de que el envejecimiento es el resultado de la selección natural que favorece la esperanza de vida genéticamente limitada como un beneficio lineal. Esta teoría tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de la biología del envejecimiento y para el desarrollo de intervenciones para extender la esperanza de vida saludable.
El envejecimiento es un fenómeno universal que afecta a todos los organismos vivos. Si bien el proceso de envejecimiento es complejo y no se comprende completamente, está claro que el envejecimiento se asocia con una disminución de la función física y mental y un mayor riesgo de muerte.
La evolución del envejecimiento es una cuestión fundamental en biología. ¿Por qué envejecemos? ¿Y por qué algunas especies envejecen más rápido que otras? Se han propuesto muchas teorías para explicar la evolución del envejecimiento, pero todavía no hay consenso sobre la causa última del envejecimiento.
Una teoría destacada es que el envejecimiento es el resultado de la selección natural que favorece una esperanza de vida genéticamente limitada como un beneficio lineal. Esta teoría postula que los individuos que viven más que su mejor momento reproductivo experimentan una disminución de su aptitud debido a la acumulación de mutaciones nocivas, y que esta disminución de la aptitud supera cualquier beneficio de una supervivencia continua.
Hay alguna evidencia que apoya esta teoría. Por ejemplo, los estudios han demostrado que la tasa de mutación aumenta con la edad en una variedad de organismos. Además, los estudios han demostrado que las personas que viven más tiempo que su mejor momento reproductivo a menudo experimentan una disminución de la fertilidad y un mayor riesgo de enfermedades.
Sin embargo, esta teoría también presenta algunos desafíos. Por ejemplo, no está claro por qué la selección natural favorecería una esperanza de vida genéticamente limitada en algunas especies pero no en otras. Además, no está claro cómo podría evolucionar la esperanza de vida genéticamente limitada frente a una fuerte selección de longevidad.
Para abordar estos desafíos, desarrollamos un modelo espacial de selección natural que incorpora explícitamente los efectos del envejecimiento. Nuestro modelo muestra que, bajo una amplia gama de condiciones, la selección natural favorece la esperanza de vida genéticamente limitada como un beneficio lineal. Este resultado es robusto a los cambios en la tasa de mutación, la tasa de cambio ambiental y la intensidad de la competencia.
Nuestro modelo es un modelo espacial de selección natural que se basa en el proceso de Moran. En el proceso de Moran, los individuos se ubican en una cuadrícula y se reproducen dando a luz a una única descendencia que reemplaza a un individuo elegido al azar. La probabilidad de que un individuo se reproduzca es proporcional a su aptitud.
Modificamos el proceso Moran para incorporar los efectos del envejecimiento. En nuestro modelo, los individuos tienen una esperanza de vida determinada genéticamente que se extrae de una distribución de Weibull. La distribución de Weibull es una distribución flexible que se puede utilizar para modelar una amplia gama de esperanzas de vida.
También incorporamos los efectos de la mutación en nuestro modelo. Las mutaciones ocurren a un ritmo constante y pueden cambiar la esperanza de vida de un individuo. Las mutaciones que aumentan la esperanza de vida son beneficiosas, mientras que las mutaciones que disminuyen la esperanza de vida son perjudiciales.
Finalmente, incorporamos los efectos del cambio ambiental en nuestro modelo. El cambio ambiental ocurre a un ritmo constante y puede cambiar la aptitud de los individuos. Los cambios ambientales beneficiosos aumentan la aptitud de todos los individuos, mientras que los cambios ambientales perjudiciales disminuyen la aptitud de todos los individuos.
Ejecutamos nuestro modelo bajo una amplia gama de condiciones. Variamos la tasa de mutación, la tasa de cambio ambiental y la intensidad de la competencia. En todos los casos, encontramos que la selección natural favoreció la esperanza de vida genéticamente limitada como beneficio lineal.
La siguiente figura muestra los resultados de una de nuestras simulaciones. La figura muestra la esperanza de vida media de la población a lo largo del tiempo. Como puede ver, la esperanza de vida media de la población aumenta inicialmente a medida que ésta evoluciona. Sin embargo, la esperanza de vida media finalmente llega a una meseta y luego comienza a disminuir. Esta disminución en la esperanza de vida media se debe a la acumulación de mutaciones nocivas.
[Imagen de la figura que muestra la esperanza de vida media de la población a lo largo del tiempo.]
Nuestros resultados brindan un fuerte apoyo a la teoría de que el envejecimiento es el resultado de la selección natural que favorece la esperanza de vida genéticamente limitada como un beneficio lineal. Esta teoría tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de la biología del envejecimiento y para el desarrollo de intervenciones para extender la esperanza de vida saludable.
Nuestros hallazgos sugieren que el envejecimiento no es una consecuencia inevitable de la vida. Más bien, el envejecimiento es producto de la selección natural. Esto significa que es posible desarrollar intervenciones que puedan ralentizar o incluso
