Predložen novi univerzalni zakon biologije koji može objasniti starenje

Život očito zahtijeva određenu nestabilnost. Ova činjenica trebala bi se smatrati biološkom univerzalnošću, predlaže molekularni biolog John Tower sa Sveučilišta Južne Kalifornije. Biološki zakoni su rijetki i opisuju obrasce ili organizacijska načela koja su općenito sveprisutna. Iako mogu biti manje strogi u usporedbi s apsolutima matematike ili fizike, takva pravila u biologiji ipak nam pomažu bolje razumjeti složene procese koji upravljaju životom. Većina primjera koje smo do sada pronašli odnosi se na očuvanje materijala ili energije, te stoga životnu sklonost prema stabilnosti.

Na primjer, Allenovo pravilo, formulirano 1877. godine, kaže da toplokrvne životinje u hladnijim područjima imaju kraće i zdepastije udove kako bi zadržale tjelesnu toplinu, dok u toplijim krajevima vrijedi suprotno. No, kao i sa svim biološkim stvarima, postoje iznimke, uključujući Kolumbijskog divljeg psa pronađen u Srednjoj i Južnoj Americi te obične žabe. Još jedan primjer bioloških ‘pravila’ leži u ponavljajućim strukturama koje poštuju matematičke zakone eksponencijalnog rasta, poput sve većih spirala nautilusove školjke. Ove su strukture raširene u mnogim biološkim sustavima i smatraju se strategijama za očuvanje energije i materijala. Način na koji pčele stvaraju heksagonalne saće još je jedan primjer.

Selektivno povoljna nestabilnost

“Samopodobne strukture, uključujući logaritamske spirale, smatraju se najekonomičnijim načinom za povećanje veličine strukture, bez promjene oblika ili uništavanja postojeće strukture,” objašnjava Tower. Njegov koncept, nazvan ‘selektivno povoljna nestabilnost‘, međutim, izaziva ovu sklonost prema očuvanju resursa u biološkim sustavima. Tvrdnja je da je barem određena nestabilnost temeljna biološka nužnost, unatoč tome što takva nestabilnost dovodi do gubitka resursa. To je zato što postoje druge koristi koje se mogu ostvariti.

“Selektivno povoljna nestabilnost povećava složenost sustava, a ova povećana složenost ima potencijalne koristi,” piše Tower. Te koristi uključuju moć promjene i prilagodbe, što se događa na svim biološkim razinama, od molekularne do populacijske. “Čak i najjednostavnije stanice sadrže proteaze i nukleaze te redovito razgrađuju i zamjenjuju svoje proteine i RNK, što ukazuje na to da je selektivno povoljna nestabilnost neophodna za život,” kaže Tower.

Zahtjev za nestabilnošću neizbježno dovodi do gubitka energije i resursa te nakupljanja genetskih mutacija koje mogu biti štetne ili bezopasne. Ovo je način na koji završavamo s biološkim starenjem, spekulira Tower. Ipak, bez nestabilnosti i njezinih negativnih strana, život ne bi mogao prilagoditi se i cvjetati kroz promjenjivo vrijeme i prostor.

Dakle, svi smo uhvaćeni u kontradiktorno povlačenje između potrebe za stabilnošću i nestabilnošću, čineći kompromise na oba načina. “Znanost je u posljednje vrijeme fascinirana konceptima kao što su teorija kaosa, kritičnost, Turingovi uzorci i ‘stanična svijest’,” kaže Tower. “Istraživanja u ovom području sugeriraju da selektivno povoljna nestabilnost igra važnu ulogu u stvaranju svakog od ovih fenomena.”