БИОХИМИЯ, 2015, том 80, вып. 5, с. 754–759
УДК 577.24
Старение спасает популяции от вымирания в условиях дефицита ресурсов: эксперименты in silico
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: старение, феноптоз, мультиагентное моделирование, вымирание, дефицит ресурсов.
Аннотация
Принятие концепции запрограммированного старения (феноптоза) неизбежно порождает вопрос о том, какие преимущества дает эта программа сообществам, включающим старых, закономерно ослабленных особей. Мы считаем, что широчайшая распространенность феномена старения объясняется в частности тем, что в определенных ситуациях присутствие старых особей становится залогом не только эволюции, но и самого существования популяций. Задачей нашей работы было создание математической модели, позволяющей проиллюстрировать, что могут иметь место ситуации, когда присутствие старых особей обусловливает выживание популяции, в то время как нестареющая популяция в данных условиях полностью гибнет. Логическая основа модели состоит в следующем: 1) природные популяции живут в условиях неодинаковой степени возобновления ресурсов; 2) при высоком уровне возобновления ресурса, когда его потребление быстро компенсируется воспроизводством, популяция стремится достичь максимальной численности, ограничиваемой не доступностью ресурса, а специальными биологическими механизмами; 3) падение скорости поступления ресурса до нуля может происходить очень быстро (например, в случае засухи); 4) в этих условиях принципиальной для выживания популяции становится способность хотя бы части особей пережить период дефицита ресурса; 5) быстрое вымирание более слабых старых особей экономит ресурсы для выживания молодых и сильных. Математическая основа модели – использование принципа мультиагентного моделирования (http://www.winmobile.biz). Эксперименты in silico подтвердили отсутствие фатальных противоречий в наших логических построениях. Присутствие старых особей при включении программы старения в 25–30 лет дает 24–26%-ную прибавку к продолжительности существования популяции.