La correlazione tra riproduzione e longevità: uno studio approfondito
Uno studio approfondito conferma la teoria dell’antagonismo pleiotropico dell’invecchiamento, mostrando una correlazione genetica tra alta riproduzione e minore aspettativa di vita. Tuttavia, evidenzia che i fattori ambientali hanno un impatto maggiore sulla longevità e sul comportamento riproduttivo dell’uomo moderno.
La teoria dell’antagonismo pleiotropico
Origini della teoria
Nel 1957, il biologo evoluzionista George Williams propose che le mutazioni genetiche che contribuiscono all’invecchiamento potrebbero essere favorite dalla selezione naturale se sono vantaggiose nella prima parte della vita, promuovendo una riproduzione precoce o la produzione di più discendenti. Williams era all’epoca professore assistente alla Michigan State University.
La teoria e la senescenza
L’idea di Williams, ora nota come teoria dell’antagonismo pleiotropico dell’invecchiamento, rimane la spiegazione evolutiva prevalente della senescenza, il processo di invecchiamento. Sebbene la teoria sia supportata da studi di casi individuali, mancava di prove inequivocabili a livello genomico.
Le scoperte dell’ultimo studio
Risultati rivoluzionari
Nel nuovo studio, pubblicato l’8 dicembre su Science Advances, il biologo evoluzionista dell’Università del Michigan Jianzhi Zhang e un collega cinese hanno testato l’ipotesi di Williams utilizzando informazioni genetiche, riproduttive e dei registri di morte di 276.406 partecipanti al database Biobank del Regno Unito.
Geni vs Ambiente
Hanno scoperto che riproduzione e longevità sono geneticamente fortemente correlate in modo negativo, il che significa che le mutazioni genetiche che promuovono la riproduzione tendono a ridurre la longevità. Inoltre, gli individui portatori di mutazioni che li predispongono a tassi riproduttivi relativamente elevati hanno probabilità minori di vivere fino a 76 anni rispetto a quelli portatori di mutazioni che li predispongono a tassi riproduttivi relativamente bassi, secondo lo studio.
Tuttavia, gli autori avvertono che riproduzione e longevità sono influenzate sia dai geni che dall’ambiente. E rispetto ai fattori ambientali, inclusi gli impatti di contraccezione e aborto sulla riproduzione e i progressi medici sulla longevità, i fattori genetici discussi nello studio giocano un ruolo relativamente minore, secondo gli autori.
Implicazioni dello studio
“Questi risultati forniscono un forte supporto per l’ipotesi di Williams secondo cui l’invecchiamento sorge come un sottoprodotto della selezione naturale per una riproduzione più precoce e numerosa. La selezione naturale si preoccupa poco di quanto tempo viviamo dopo il completamento della riproduzione, perché la nostra idoneità è in gran parte determinata dalla fine della riproduzione”, ha detto Zhang, professore collegiale Marshall W. Nirenberg nel Dipartimento di Ecologia e Biologia Evoluzionistica dell’U-M.
“È interessante notare che abbiamo scoperto che quando si controlla per la quantità e il tempismo della riproduzione geneticamente predetti, avere due figli corrisponde alla longevità più lunga”, ha detto Zhang. “Avere meno o più figli entrambi abbassano la longevità.” Questo risultato supporta i risultati di diversi studi precedenti.
Comprendere la pleiotropia
Nella genetica, il concetto di pleiotropia postula che una singola mutazione può influenzare più tratti. L’idea che la stessa mutazione possa essere sia benefica che dannosa, a seconda della situazione, è nota come pleiotropia antagonista e fu proposta da Williams per sottostare all’origine dell’invecchiamento in un articolo intitolato “Pleiotropia, selezione naturale e l’evoluzione della senescenza”.
Per un biologo, la senescenza si riferisce specificamente a un declino graduale delle funzioni corporee che si manifesta come un declino delle prestazioni riproduttive e un aumento del tasso di mortalità con l’età.
Il database Biobank del Regno Unito ha permesso a Zhang e Long di valutare la relazione genetica tra riproduzione e longevità su scala genomica.
I ricercatori hanno esaminato la frequenza di 583 varianti genetiche associate alla riproduzione nel database e hanno scoperto che diverse delle varianti associate a una maggiore riproduzione sono diventate più comuni negli ultimi decenni, nonostante le loro associazioni simultanee con una minore longevità. L’aumento della frequenza delle varianti è presumibilmente il risultato della selezione naturale per una maggiore riproduzione.
“L’ipotesi della pleiotropia antagonista prevede che la maggior parte delle mutazioni che aumentano la riproduzione ma riducono la longevità abbiano vantaggi di idoneità più grandi degli svantaggi e quindi siano favoriti selettivamente”, ha detto Zhang.
Tuttavia, l’aspettativa di vita umana, il tasso di natalità e il comportamento riproduttivo sono tutti cambiati drasticamente negli ultimi decenni. In particolare, più della metà degli esseri umani vive in aree del mondo dove i tassi di natalità sono diminuiti, insieme a un aumento degli incidenti di contraccezione, aborto e disturbo riproduttivo, secondo il nuovo studio.
L’aspettativa di vita umana globale alla nascita, d’altra parte, è aumentata costantemente da 46,5 anni nel 1950 a 72,8 anni nel 2019.
“Queste tendenze sono principalmente guidate da cambiamenti ambientali sostanziali, inclusi cambiamenti negli stili di vita e nelle tecnologie, e sono opposte ai cambiamenti causati dalla selezione naturale delle varianti genetiche identificate in questo studio”, ha detto Zhang. “Questo contrasto indica che, rispetto ai fattori ambientali, i fattori genetici giocano un ruolo minore nei cambiamenti fenotipici umani studiati qui.”
