Научниците долго време бараат универзални закони во биологијата, слични на законите што постојат во математиката или физиката. Овие закони, иако често се помалку прецизни, обезбедуваат увид во сложените процеси кои управуваат со животот на Земјата. Еден таков иновативен концепт беше предложен од молекуларниот биолог Џон Тауер од Универзитетот во Јужна Калифорнија, кој тврди дека нестабилноста игра клучна улога во биологијата и може да објасни феномени како што е стареењето, пишува Science alert.
„Нестабилноста“ во контекстот што го користи Тауер не е нужно негативна или хаотична. Наместо тоа, тоа се однесува на варијабилноста или динамиката во биолошките системи. Оваа нестабилност им овозможува на организмите да се прилагодат на промените во животната средина, да еволуираат и да преживеат во различни услови.
Ова може да вклучува деградација и замена на протеините и РНК, акумулација на генетски мутации и промени на молекуларно, клеточно и популационо ниво. Накратко, нестабилноста е неопходна за животот бидејќи овозможува адаптација и еволуција.
Биолошките закони најчесто се поврзани со зачувување на материјалите и енергијата, што се манифестира преку животната склоност кон стабилност. На пример, правилото на Ален, формулирано во 1877 година, вели дека топлокрвните животни во постудените клими имаат поголеми екстремитети со помала површина за да ја задржат топлината, додека во потоплите клими имаат подолги екстремитети со поголема површина за поефикасно ладење. Сепак, како и секој биолошки принцип, постојат исклучоци како што се кратките каниди од Централна и Јужна Америка и обичната жаба.
Друг пример се структурите кои ги повторуваат и ги почитуваат математичките закони на сила додека растат во големина, како што се спиралите на обвивката од наутилус. Ваквите структури се појавуваат низ биолошките системи и претставуваат стратегии за зачувување на енергијата и материјалите. Пчелите, на пример, прават хексагонални чешли, што е најекономичен начин за складирање на мед со минимална потрошувачка на восок.
Спротивставувајќи ја оваа тенденција кон стабилност, концептот на Тауер за „селективно поволна нестабилност“ предлага дека барем одредена непредвидливост е фундаментална за биолошките системи. „Селективно поволната нестабилност ја зголемува сложеноста на системот, а оваа зголемена сложеност има потенцијални придобивки“, вели Тауер. Овие придобивки ја вклучуваат способноста за промена и прилагодување, што се јавува на сите биолошки нивоа, од молекуларно до популација.
Еден од најфасцинантните аспекти на теоријата на Тауер е како таа ја поврзува нестабилноста со биолошкото стареење.
– Дури и наједноставните клетки содржат протеази и нуклеази и редовно ги разградуваат и заменуваат нивните протеини и РНК, што покажува дека селективно поволната нестабилност е од суштинско значење за животот – објаснува Тауер.
Овој процес на нестабилност неминовно води до губење на енергија и ресурси, како и до акумулација на генетски мутации кои можат да бидат штетни или безопасни. Ова е еден начин на кој може да се разбере стареењето – како последица на потребната нестабилност во биолошките системи.
Нестабилноста му овозможува на животот да се прилагоди и да се развива преку промени во времето и просторот. Без него, животот може да биде премногу крут за да се преживее во променливи услови. Теоријата на Тауер имплицира дека сите сме фатени во постојана борба помеѓу стабилноста и нестабилноста, каде што секоја размена носи одредени придобивки и трошоци.
Интересно е да се забележи дека во последниве години науката е се повеќе фасцинирана од концепти како што се теоријата на хаос, критичноста, Туринговите обрасци и „клеточната свест“.
– Истражувањата на ова поле сугерираат дека селективно поволната нестабилност игра важна улога во продукцијата на секој од овие појави – вели Тауер.
Работата на Тауер, објавена во списанието Frontiers in Aging, носи освежувачки поглед на биологијата, нагласувајќи дека нестабилноста не само што е неизбежна, туку и неопходна за животот. Овој концепт би можел значително да го промени нашето разбирање за биолошките процеси и да ни помогне да навлеземе подлабоко во мистериите на животот, адаптацијата и стареењето.