human
Pourquoi les chiens ne vivent-ils pas aussi longtemps que les humains ? Ce serait plutôt cool d'avoir le même chien toute sa vie. S'il vous plaît, expliquez-moi comme si j'avais cinq ans.
gpt
Bien que nous ne sachions pas POURQUOI le vieillissement se produit, nous savons ceci : la pression évolutive affecte la durée de vie. Ainsi, les chiens, ayant évolué à partir des loups, ont une durée de vie plus courte car dans la nature, ils meurent généralement très jeunes suite à des blessures ou à la famine et ils se sont adaptés en se reproduisant alors qu'ils étaient relativement jeunes. L'évolution ne se soucie pas de ce qui arrive aux vieux loups, car très peu de loups vivent assez longtemps pour vieillir et la vieillesse ne leur procure aucun avantage. Les primates vivent plus longtemps parce qu'ils vivent des vies moins dangereuses et ont évolué autour de cela. Ils sont plus susceptibles de survivre pendant de nombreuses années, de sorte que les individus qui peuvent continuer à se reproduire en vieillissant ont plus de descendants que ceux qui vieillissent plus tôt. Il y a aussi moins de pression évolutive pour pouvoir avoir une progéniture tôt dans la vie car une mort précoce est moins probable. Les humains et nos ancêtres récents en sont des formes extrêmes, car nous avons besoin d'un entraînement intensif pour survivre dans la nature. De plus, les vieux humains sont très précieux parce qu'ils savent généralement comment survivre et peuvent servir d'enseignants pour améliorer les chances de survie des autres (comme on le voit dans les sociétés de chasseurs-cueilleurs jusqu'à nos jours). Ainsi, les humains peuvent vivre exceptionnellement longtemps parce que nous avons évolué pour avoir des grands-parents (c'est une version très basique de la théorie). En tant que personne se préparant à faire des recherches sur le vieillissement dans le cadre d'un programme de doctorat (préparez-vous pour une mini-thèse !), cela peut sembler drôle, mais... Personne ne sait comment fonctionne le vieillissement, mais il y a quelques idées. Le vieillissement est TRÈS mal compris. Il existe de nombreuses explications que vous pourriez entendre (longueur des télomères, taux de métabolisme/stress oxydatif, dommages cumulatifs) mais jusqu'à présent, personne n'a découvert le ou les mécanismes précis qui causent le vieillissement, ni même si certaines des observations sont de cause ou d'effet. Cela ne sera pas au niveau ELI5, mais je vais essayer d'expliquer chacun brièvement et de donner quelques exemples simples de la façon dont chaque idée est incomplète. Cela va être très approximatif, car une explication vraiment approfondie serait TRÈS longue (et probablement publiable dans une revue). Tous les eucaryotes (comme nous les animaux) ont de longs brins d'ADN (linéaires) qui ont des extrémités. Les bactéries ont un ADN circulaire. Chaque fois que l'ADN se réplique, il perd un nucléotide à la fin du morceau d'ADN. Comme l'ADN bactérien n'a pas de fin, il ne perd rien. Pour nous, nous avons des télomères. Les télomères sont de petits morceaux d'ADN extra sacrificiel attachés à l'extrémité des chromosomes qui protègent l'ADN lorsqu'il se réplique. Chaque fois qu'une cellule se réplique, la longueur du télomère dans les cellules filles devient plus courte d'un nucléotide. Ainsi, la théorie commune est que les télomères sont un peu comme des fusibles. À moins qu'elles ne soient reconstituées, les cellules ne peuvent se diviser qu'un certain nombre de fois avant de commencer à couper leur important ADN et à s'arrêter. Une conclusion logique de ceci est que le vieillissement se produit peut-être parce que nos cellules manquent de télomères et ne peuvent plus se diviser. Le nombre de divisions qu'une cellule peut effectuer avant de manquer de télomères est appelé la limite de Hayflick. Cette théorie est renforcée par l'observation que les animaux ayant une durée de vie plus longue ont généralement des télomères plus longs. Il y a beaucoup de problèmes avec cette théorie, cependant. Les cellules qui se divisent très lentement ou pas du tout au cours de votre vie d'adulte ne peuvent pas être affectées par ce mécanisme. Deux exemples simples sont les cellules cérébrales (les neurones matures ne se divisent pas) et le muscle cardiaque (qui, s'il se divise, le fait très lentement). Pourtant, ces tissus connaissent un déclin lié à l'âge. L'autre problème est que de nombreux tissus du corps se reproduisent très rapidement et utiliseraient leurs télomères en quelques années seulement (pour les humains) si les télomères étaient la principale cause du vieillissement. La surface de l'œil, l'intérieur de la bouche et (peut-être) le gros intestin sont tous des exemples de cellules qui se divisent si rapidement que l'on s'attendrait à ce que la vieillesse s'installe beaucoup plus tôt qu'on ne l'observe réellement. Un autre problème avec le vieillissement dominé par les télomères est que les cellules souches ont été découvertes dans presque tous les types de tissus comme source d'un grand nombre de reconstitutions. Les cellules souches peuvent allonger leurs télomères indéfiniment (certains types peuvent être cultivés à l'extérieur du corps à l'infini par les scientifiques, et généralement toutes les cellules souches sont considérées comme immortelles). Muscle , peau , sang , os , cheveux , neurones , graisse ; tous ces types de tissus et d'autres contiennent des cellules souches qui sont responsables de la production de nouvelles cellules. Ces tissus ne devraient pas être sujets à des problèmes de longueur des télomères (bien que les personnes âgées aient généralement des télomères plus courts dans ces tissus de toute façon) et le déclin lié à l'âge ne devrait pas être dû à des télomères courts. Rappelez-vous : une cellule peut encore se diviser jusqu'à ce qu'elle n'ait plus de télomères, et même à 65 ans, vous avez encore 50 % de la longueur des télomères que vous aviez à 35 ans ([Voici une petite introduction] (URL_1)). Certes, les télomères ont quelque chose à voir avec le vieillissement, mais encore une fois, il est difficile de dire s'il s'agit d'une cause ou d'un effet. Il y a des observations étranges sur la longueur des télomères dans certains tissus à un âge avancé, donc il se passe quelque chose. Les dommages causés par l'activité métabolique sont une autre explication majeure du vieillissement. Fondamentalement, lorsque les cellules consomment de la nourriture pour produire de l'énergie, elles créent des produits chimiques nocifs (en particulier des radicaux libres d'oxygène) qui peuvent endommager leur propre ADN et d'autres parties de la cellule. Des taux métaboliques plus rapides causeraient des dommages plus rapidement, selon la théorie. Suivant cette logique, les petits animaux « vivent plus vite » en raison de taux métaboliques plus élevés et s'usent donc plus rapidement. À première vue, cela semble bien fonctionner. Les reptiles ont une longue durée de vie pour leur taille, et ils ont un métabolisme lent et à sang froid. Les musaraignes ont des métabolismes ultra rapides et vivent très peu de temps (~14 mois), tandis que les baleines ont des métabolismes lents et vivent longtemps (certaines plus de 100 ans dans la nature). Certaines personnes utilisent la fréquence cardiaque comme une estimation du métabolisme, et si vous tracez la durée de vie des animaux avec des battements cardiaques par minute, vous obtenez une tendance modérée ([voir ceci] (URL_0) pour la raison pour laquelle ce n'est pas une très bonne corrélation). Mais nous avons aussi autant d'exceptions à la règle. Les petits chiens vivent plus longtemps que les gros chiens même s'ils brûlent plus de calories proportionnellement à leur poids corporel. Les humains sont totalement hors de l'échelle par rapport à l'endroit où nous devrions être. Les oiseaux, en particulier les rapaces, sont petits et ont des métabolismes extrêmement rapides (le vol est une activité très intense) mais peuvent vivre plusieurs décennies dans la nature. Par exemple, les lions et les chiens ont la même espérance de vie, mais le cœur d'un chien bat environ deux fois plus vite. Autre problème : un petit humain actif et un gros chien peuvent avoir le même poids, une consommation calorique similaire (métabolisme similaire) et un rythme cardiaque similaire. Alors pourquoi le cœur du chien vieillit-il plus vite ? Pourquoi les chiens attrapent-ils des cataractes avant que les humains n'atteignent la puberté, alors même que nos yeux peuvent avoir la même taille ? Les mécanismes de réparation des dommages pourraient expliquer en partie cela ; peut-être que les humains sont vraiment doués pour réparer nos dommages à l'ADN, ou nous nous protégeons mieux. Pourtant, les théories des dommages cumulatifs pour le vieillissement ont d'autres problèmes. Il est vrai que les dommages sont plus importants dans les cellules plus âgées, mais il peut s'agir d'un effet plutôt que d'une cause. Exemple simple : l'ovocyte et le sperme dont vous êtes nés. L'ovule dont vous êtes né avait à peu près le même âge que votre mère. Cet ovule subit un stress métabolique, des dommages causés par les radiations et d'autres formes de dommages pouvant entraîner des mutations. Pourtant , malgré tout cela , vous êtes né jeune . En fait, l'âge de votre mère au moment de votre conception n'a aucun effet sur votre espérance de vie. C'est encore pire pour la théorie des dommages : les mères et les pères plus âgés sont plus susceptibles d'avoir des enfants atteints de nouvelles maladies génétiques (dues à des dommages à l'ADN de l'ovule et du sperme), mais sauf dans de très rares cas (progeria*) l'enfant ne vieillit pas. plus vite. Les dommages peuvent contribuer au vieillissement, mais ils ne peuvent en être la cause première. N'oubliez pas que vous n'êtes pas une nouvelle vie, vous n'êtes qu'un remix d'anciennes cellules de vos parents (presque tout le contenu des cellules provient de l'ovule ; du sperme, seul l'ADN est hérité... principalement). Les cellules à partir desquelles vous avez été fait étaient aussi vieilles que vos parents, et les cellules à partir desquelles elles ont été faites étaient aussi vieilles que leurs parents, et ainsi de suite... jusqu'à la première forme de vie. Une espèce est immortelle si elle n'est pas tuée par autre chose ; seuls les individus ne le sont pas. Je pensais que le vieillissement était principalement dû à une mauvaise régulation des gènes et qu'il était exacerbé par des dommages ou d'autres facteurs. La régulation génétique est extraordinairement complexe, et le début de la vie est étroitement chorégraphié par l'évolution. Mais l'évolution fonctionne par "assez bon", et une fois que vous atteignez l'âge adulte, la régulation des gènes se stabilise, mais finit par dériver parce que rien ne la maintient vraiment stable. Pensez à un orchestre. Le chef d'orchestre se présente pour le premier mouvement et donne d'excellentes indications à tout le monde. Tous les musiciens ont leurs notes écrites et se synchronisent avec le chef d'orchestre. Cependant, au bout d'un moment, le conducteur arrête de donner autant de directions et finit par disparaître. Au début, tout va bien, car tous les joueurs peuvent simplement continuer à lire leurs parties à partir de leurs notes. Mais au bout d'un moment, certains musiciens commencent à manquer de temps avec tout le monde, ou même arrêtent de jouer parce qu'ils ne savent pas s'ils doivent jouer dans le mouvement suivant. Finalement , ça devient tellement mauvais que le public s'en va , certains musiciens commencent à se battre entre eux et ... eh bien , tu meurs . De plus, pendant tout ce temps, le public jette des objets sur les musiciens (dommages environnementaux) et certains musiciens se blessent occasionnellement (dommages métaboliques). Je vais devoir travailler sur l'analogie. * Progeria est très bizarre. Cela ressemble à un vieillissement accéléré chez les enfants, mais le mécanisme est connu et différent du vieillissement normal (du moins, pour autant que nous le sachions). Il pourrait être intéressant de l'étudier en tant que modèle de vieillissement, ou il pourrait simplement ressembler au vieillissement mais ne nous dire rien sur la façon dont le vieillissement se produit normalement.