Появление старения в эволюции жизненных циклов

Развитие организмов обычно происходит в жизненных циклах (ЖЦ).

ЖЦ одноклеточных организмов проходит с чередованием поколений в клоне. Длительность ЖЦ определяется числом поколений, аПЖособей - периодом размножения. Для выживания видов необходимо сохранение и восстановление жизнеспособной структуры ЖЦ как единицы развития. Это стало возможным у эукариот 2 млрд лет при появлении мейоза как основы половых процессов, полностью восстанавливающих начало ЖЦ. Поэтому целью развития является поддержание жизнеспособности ЖЦ и подготовка к половому процессу[14].

После серии бесполого размножения митозом агамонты выделяют в среду “половые вещества”– пептиды с ММ 11-12 кДа [26], появляются гаметоциты, затем ЖЦ заканчивается в связи появлением половых особей (гамонтов), последних в ЖЦ, которые формируются в процессе “половой дифференцировки” клона, половым созреванием (ПС) клона, мейозом, редукцией генома у половых особей и их спариванием. Во время ПС происходит вырождение клона, которое выражается в замедлении делений особей, изменениях в ядерном аппарате и снижении жизнеспособности клеток. Клон, как индивидуальная структура, разрушается, но начинается такой же ЖЦ с другим генотипом. Показано, что у разных видов инфузорий между периодом ПС и ПЖ клона наблюдается линейная зависимость [27].

ЖЦиклы с половым процессом и с чередованием гапло- и диплофаз бесполых и половых поколений были закреплены “ раз и навсегда ” в эволюции одноклеточных и многоклеточных организмов.

У колоний повышенная жизнеспособность и ПЖ, старение и восстановление ЖЦ связаны с разделением соматических и половых (репродуктивных) линий клеток. У низших колоний Pleodorina происходит дифференцировка на смертную сому – 4 соматических клеток из 32 [5]. Здесь впервые появляетсястарение внутри колониального организма: после ПС соматические клетки гибнут и колония распадается. Половые клетки повторяют ЖЦ. В колониях семейства вольвоксовых при делении зиготы образуются репродуктивные клетки. Предполагается, что у многих вольвоксов репродуктивные клетки обособляются от соматических вследствие наличия т.н. зародышевой плазмы (см. ниже) в задней части колонии [28]. Volvox carteri имеет 2000 мелких соматических клеток и 16 крупных репродуктивных. Установлено, что соматические клетки синтезируют различные виды полипептидов [24]. В период половой дифференцировки колонии возникают изменения в синтезе этих пептидов, репродуктивные клетки делятся очередной раз и превращаются в 32 гаметы, которые растут за счет соматическихклеток, а последние дегенерируют, стареют, в них снижается число рибосом и клеточное дыхание, появляются липидные тела, происходит сдвиг метаболических путей и колония распадается, репродуктивные клетки повторяют ЖЦ. Установлено, что половая дифференцировка у вольвоксов происходит под влиянием гликопротеидов с ММ 25-30 кДа [25].

Многоклеточные. Колонии создали условия для возникновения ЖЦ многоклеточных организмов с большей ПЖ. Ведущим звеном ЖЦ у них является половой процесс. Он обнаружен почти у всех исследованных эукариотов.

Т.о. старение связано с половым процессом в ЖЦ.

Дата добавления: 2015-08-18