against_ma

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Argomenti teorici
contro l'Ipotesi dell'Accumulo di Mutazioni
[Traduzione della pagina: "http://www.programmed-aging.org/theory-2/against_ma_hyp.htm"
dal sito: "http://www.programmed-aging.org"]

Contro l'Ipotesi dell'Accumulo di Mutazioni come possibile spiegazione dell'invecchiamento, deve essere sottolineato che: “Come evidenziato da Mueller and Rose (1996), ad un certo punto la selezione diventa più debole delle forze di mutazione e di deriva genetica e la risposta adattativa dell'evoluzione cessa ... Comunque, questo punto capita ben dopo che il 99% degli individui in una populazione è morto, e il fenomeno pertanto non è importante per i meccanismi delle morti per invecchiamento che si verificano fino a questo momento” [Ricklefs 1998]
Una possibile obiezione è che l'affermazione di Mueller e Rose potrebbe essere dubbia nel caso dell'azione combinata di molti geni dannosi. A riguardo di questa possibilità, un semplice argomento teorico fu formulato [Libertini 1988].

Se in una popolazione che non invecchia con una curva di sopravvivenza data dall'equazione:

(1) Y_t = Y₀ × (1 – λ)^t

dove: Y₀ = popolazione iniziale; Y_t = sopravvissuti al tempo t; λ = tasso di mortalità, se C è un allele dominante che esprime la sua azione dannosa (S) solo ed esclusivamente al tempo t (“t-gene”), C' il suo allele neutro, V il tasso di mutazione di C' in C (mentre il tasso di mutazione di C in C' è considerato trascurabile), allora la frequenza di C alla (n+l)^ma generazione è data da:

(2) C_n+1 = [C_n × (1 – S × Y_t – V) + V] / [1 – C_n × S × Y_t]

La frequenza di equilibrio di C (C_e), vale a dire la frequenza di C quando C_n+1 = C_n, è data da:

(3) C_e = V / (S × Y_t)

e l'incremento del tasso di mortalità all'età t (Δm_t) sarà:

(4) Δm_t = C_e · S = V / Y_t .

Ipotizzando l'esistenza di n t-geni per ciascuna età t, tutti i geni per semplicità con eguali valori di V (il valore di S è irrilevante), a ciascuna età:

(5) Δm_t = n · V / Y_t ,

vale a dire Δm_t segue il decremento di Y_t (=λ), aumentando lentamente finché Y_t è molto piccolo e solo allora diventando esponenziale.
Nella Fig. 1, la curva A è la curva di sopravvivenza di Rangifer tarandus (M) (per la simulazione è stata usata la formula di Weibull, m_t = m₀ + α × t^β, con m₀=0,076, α=0,00203; β=2,9968; la formula e i dati sono da Ricklefs [Ricklefs 1998] (v. p. 27 e tabella A2 nell'Appendice A -); la curva B è un'ipotetica curva di sopravvivenza della stessa specie con solo la mortalità estrinseca nel suo più basso valore (m₀); la curva C è un'ipotetica curva di sopravvivenza con m₀ più gli effetti di un gran numero di t-geni con alti tassi di mutazione dai loro alleli inattivi (n = 500; V = 0.00001). Nonostante gli alti valori di n, la curva C è piuttosto differente dalla curva A e l'area tra la curva A e la curva C è del tutto inspiegabile come effetto di t-geni insufficientemente eliminati dalla selezione.
Lo stesso argomento con opportune modifiche può essere avanzato anche per t-geni recessivi. In tale caso:

(3') C_e = SQR(V / (S · Y_t))

and

(4') Δm_t = C_e² · S = V / Y_t ,

come per i t-geni dominanti.

FIGURE 1 - Effetto di molti t-geni sulla curva di sopravvivenza (per le spiegazioni, si veda il testo).

In breve, perfino con estreme condizioni il declino di Y_t allo stato selvatico, ovvero l'invecchiamento, non può essere la consequenza di insufficiente selezione contro i t-geni e l'Ipotesi dell'Accumulo di Mutazioni non può essere proposta come una spiegazione dell'invecchiamento.

Riferimenti:
- Ricklefs, R.E. (1998) Evolutionary Theories of Aging: Confirmation of a Fundamental Prediction, with Implications for the Genetic Basis and Evolution of Life Span. Am. Nat. 152, 24-44. [PubMed] [Google Scholar]
- Libertini, G. (1988) An adaptive theory of the increasing mortality with increasing chronological age in populations in the wild. J. Theor. Biol. 132, 145-162. [PubMed] [Google Scholar] [Free]