Teadlased tuvastasid paradoksi, millest võib saada bioloogias uus seadus

Ebastabiilsusel võib olla rakutasandil ka eeliseid. Kas see võib anda ka pikema elu? Foto: Shutterstock

Kuigi bioloogias on vähem reegleid kui paljudes teistes teadustes, on siiski tehtud umbes paarkümmend üldistust looduse käitumise, olemuse ja evolutsiooni kohta. Nüüd soovivad Lõuna-California ülikooli teadlased lisada uue reegli, mida nad nimetavad «valikuliselt soodsaks ebastabiilsuseks». See uurib, kuidas ebastabiilsus võib tegelikult olla rakule ja rakulisele organismile kasulik, vahendab Popular Mechanics.

Selle reegli teine pool on, et valikuliselt soodus ebastabiilsus võib olla võtmeteguriks haigustes ja vananemises, seega võib selle protsessi mõistmine aidata uurida neid bioloogilisi protsesse.

Bioloogilises maailmas on asjad keerukad, sest loodus on täis bioloogilisi erandeid ja seega on bioloogia reeglid pigem laialdased üldistused kui absoluutsed faktid teadaolevate elunähtuste selgitamisel ja reguleerimisel.

Mõned neist laialdastest üldistustest hõlmavad näiteks Alleni seadust, mis määrab, et endotermide (soojavereliste loomade) kehatüübid kohanevad kliimatingimustega – lühike ja jässakas keha aitab hoida soojust külmas kliimas, samas kui pikk ja sale keha aitab soojust hajutada soojemates tingimustes. Teine, Bergmanni reegel, väidab, et laialt levinud liigid on külmemates kliimatingimustes suuremad ja soojemates väiksemad (kuigi nagu enamiku bioloogiliste reeglite puhul, esineb erandeid).

Valikuliselt soodsa ebastabiilsuse reegel tundub esmapilgul trotsivat elu aluseks olevaid eeldusi ja seab kahtluse alla praeguse oletuse, et elu ihaldab stabiilsust ja ressursside säästlikkust.

Kuigi loodus kaldub stabiilsuse poole (see on üks põhjus, miks näeme looduses nii palju kuusnurkseid kujundeid, sealhulgas kärgstruktuure ja putukasilmi), väidab Lõuna-California ülikooli molekulaarbioloog John Towers, et ebastabiilsus bioloogilistes komponentides, nagu valgud ja geenid, võib tegelikult olla rakkudele kasulik. Uuring avaldati ajakirjas Frontiers in Aging.

«Isegi kõige lihtsamad rakud sisaldavad proteaase ja nukleaase ning lagundavad ja asendavad regulaarselt oma valke ja RNA-d, mis näitab, et valikuliselt soodus ebastabiilsus on eluks oluline,» ütles Tower pressiteates. «See võib soodustada nii normaalse geeni kui ka geenimutatsiooni säilitamist samas rakupopulatsioonis, kui normaalne geen on soodne ühes rakuseisundis ja geenimutatsioon on soodne teises rakuseisundis.»

Need seisundid võimaldavad suuremat geneetilist mitmekesisust, mis omakorda võib muuta organismid kohanemisvõimelisemaks. Paljud rakukomponendid eelistavad ka lühikest elutsüklit, kuna see aitab tegelikult edendada raku tervist. See näitab, et valikuliselt soodus ebastabiilsus nendes komponentides on vajalik bioloogiline funktsioon.

Muidugi on ebastabiilsusel palju negatiivseid külgi. Energiat nõudev mutatsiooniprotsess võib tekitada kahjulikke rakke, mis soodustavad vananemist, ning põhjustada muud tüüpi kahjustusi ja düsfunktsioone.

«Vananemine on osutunud raskesti defineeritavaks, kuid enamik määratlusi hõlmab suurenenud suremust vanusega ja vähenenud reproduktiivset võimekust vanusega,» seisab artiklis. «Valikuliselt soodus ebastabiilsus võib tekitada paljunemisele energia ja/või materjalide kulu, ja seda kulu võib tõlgendada vananemist soodustavana.»

Veel üks tõend valikuliselt soodsa ebastabiilsuse üldlevinud olemuse ja selle sobivuse kohta uue bioloogiareeglina on see, et see ilmneb ka teistes tuntud kontseptsioonides, sealhulgas kaoseteoorias ja «rakuteadvuse» ideedes.

Selle seoste tõttu põhiliste bioloogiliste protsessidega, nagu vananemine, võib valikuliselt soodsa ebastabiilsuse toimimise mõistmine aidata bioloogidel uurida rakkude elu täiesti uuel viisil.

Sarnase järelduseni on jõudnud ka geene uurivad teadlased, kes väidavad, et ka juhuslikkus mängib rolli geenide aktiivsuses, vananemisprotsessides ja miks keegi elab tavapärasest kauem või vähem.