Billet publié dans le cadre de la semaine thématique sur la mort du C@fé des Sciences
Petit article donc sur la mort au niveau biologique et plus exactement pour tenter d’expliquer pourquoi nous mourons.
Déjà, nous ne sommes pas immortels car nous sommes destructibles; ce qui est assez évident… Et il semble assez complexe de créer un être vivant indestructible (même si la nature en a créé de vraiment fort résistants comme les organismes thermophiles). Ce n’est donc point à cela que je vais m’intéresser mais plutôt au mécanisme du vieillissement. A ce qui dans leur programmation biologique rend les être vivant davantage vulnérable avec l’âge, la sénescence. Anhtuan avait abordé la question dans l’épisode 13 de podcast science et il me semble que Pierre Kerner en avait aussi aussi parlé dans son dossier sur l’évolution.
Je ne vais pas non plus détailler ces mécanismes, il faut juste savoir qu’ils sont nombreux. Il existe être autre le raccourcissement des télomères de nos cellules (qui limite le nombre de divisions qu’elles peuvent effectuer), les déchets intra et extra cellulaires, les cancers et bien d’autres choses (cf. Aubrey de Grey). Ce qu’il faut savoir c’est qu’il existe assez souvent des exceptions dans le monde du vivant, des êtres vivants qui ne sont pas soumis à l’un ou l’autre de ces mécanismes, comme les méduses Turritopsis Nutricula qui, dans certaines conditions, inversent leur processus de vieillissement cellulaire.
Cela montre que si le vieillissement existe, il aurait pu en être autrement…
Comment expliquer alors que la sélection naturelle ait favorisé un tel mécanisme ? Ne serait-il pas dans l’intérêt de nos gènes (ou du réplicateur que l’on considère du point de vue de la sélection naturelle, quel qu’il soit) de pouvoir se reproduire le plus longtemps possible et donc de vivre le plus longtemps possible ?
Cherchons une explication, la première généralement avancée est assez simple… Les modifications délétères concernant la période de vie post- reproduction ne peuvent être éliminées par la sélection naturelle, or les modifications néfastes sont bien plus probables que celles positives. Le vieillissement serait donc dû à une accumulation de mutations délétères après la période de reproduction par dérive génétique.
L’explication semble assez logique mais avant de continuer, qu’entend-on ici par période de reproduction? On en reparlera par la suite mais la ménopause est rare dans le monde du vivant; on ne parle donc pas ici d’une période entre la puberté et la ménopause. Mais nous admettrons que, même en postulant une immortalité biologique et donc sans prendre en compte le vieillissement, un être vivant a une espérance de vie. Les décès étant alors extrinsèques : ce sont des accidents ou le résultat de compétition entre êtres vivants (prédateurs).
Maintenant, comment tester cette affirmation? Eh bien en comparant l’âge maximal que peut atteindre un membre d’une espèce ayant beaucoup de prédateurs (et donc une espérance de vie hors vieillissement de toutes façons assez courte) à une autre espèce ayant moins de prédateurs (et donc susceptible d’avoir une espérance de vie hors-vieillissement plus longue).
Et cela marche : les oiseaux marins qui ont très peu de prédateurs se reproduisent tardivement et peuvent atteindre des âges très élevées. Tandis qu’à l’inverse, les oiseaux incapables de voler et qui ont donc de nombreux prédateurs, se reproduisent assez jeunes et ne peuvent atteindre des âges très important même élevés dans un environnement sans danger.
Enfin, en complétant cela par une approche génétique, il faut ajouter qu’un même gène peut intervenir à plusieurs moments du développement et avoir des fonctions complètement différentes à ces différents moments. Il est évident qu’un gène divisant par deux vos chances de survie à la naissance mais augmentant très fortement votre fitness après votre période de reproduction aura bien moins de chance d’être sélectionné qu’un gène augmentant votre survie à la naissance et vous tuant quelques années après la naissance de votre première descendance.
Néanmoins, avec cette explication, le vieillissement est lié à l’espérance de vie. C’est une explication qui peut ne pas être complètement satisfaisante. On pourrait entre autres, avec cette théorie, s’attendre à voir des cercles vicieux et vertueux et voir l’âge maximal augmenter ou diminuer de plus en plus avec l’espérance de vie jusqu’à atteindre des âges limites extrêmement élevés (ou bas).
Une explication complémentaire consiste à voir la mort et le vieillissement, comme un altruisme. Les être vivants sont en compétition pour des ressources, généralement de l’énergie et de l’espace. Un être vivant ne vieillissant pas limiterait très rapidement les ressources disponibles en saturant l’espace.
La mort et le vieillissement seraient donc un moyen de maximiser les chances de sa descendance. Cela n’est pas forcement si simple que cela à valider d’un point de vue sélection naturelle, mais on y arrive que ce soit avec la théorie du gène égoïste ou la sélection naturelle.
C’est le genre d’attitude que l’on retrouve avec la mante religieuse qui va manger son compagnon après s’être accouplée.
Par ailleurs, la mort peut être un moyen de réguler la sélection naturelle de même que le taux de mutation. En gros, limiter l’espérance de vie, c’est dans une certaine mesure, multiplier les cycles reproductifs et accélérer la sélection de l’espèce.
Un petit article qui détaille tout ça : http://rms.medhyg.ch/numero-210-page-1481.htm
Aujourd’hui, je vais vous parler d’un sujet qui a obsédé l’humanité depuis la nuit des temps : le vieillissement. Déjà, je dois avouer que ce dossier m’a donné beaucoup de fil à retordre : c’est tellement vaste comme sujet qu’on pourrait y passer des heures.
Mais comme il faut bien choisir, j’ai décidé de traiter le vieillissement biologique qu’on appelle aussi la sénescence.
La plupart des espèces vivantes vieillissent. On peut quand même noter quelques exceptions comme la Turritopsis Nutricula, une méduse qui est potentiellement immortelle.
Hormis ces cas fascinants mais rarissimes, tout le monde est à la même enseigne : on vieillit tous ! Mais qu’est-ce qui se passe réellement ?
Même si la sénescence est un processus vraiment complexe, on peut distinguer 2 phénomènes principaux :
- Le premier est environnemental : c’est ce qu’on appelle la surproduction de radicaux libres.
- Le second est génétique : c’est le raccourcissement de portions d’ADN appelées télomères.
Voyons plus en détail ces deux aspects du vieillissement. On entend beaucoup parlé des radicaux libres sans savoir ce que c’est réellement. En fait, ce sont des molécules qui sont les déchets, entre autres, de la respiration cellulaire.
En temps normal, l’organisme les élimine petit à petit mais pas en totalité. De plus, des facteurs environnementaux comme l’alcool, la pollution ou le stress augmentent la production de ces radicaux libres.
En quoi ces particules sont-elles nocives à haute dose ? On peut dire qu’elles rouillent l’organisme, elles l’oxydent. Et cette oxydation endommage les cellules à tous les niveaux, que ce soit la membrane ou plus problématique le noyau qui renferme l’ADN. Altéré, il peut alors produire des anomalies comme le cancer.
Pour lutter contre ces radicaux libres, il y a une solution dont tout le monde a entendu parlé : les agents anti-oxydants.
On en trouve dans la fraise, l’orange, les mangues, les noix, l’ail, le thé et bien d’autres. En fait, une alimentation saine préviendrait des désastres du temps : c’est le fameux régime Okinawa du nom de l’île au large du Japon qui contient la proportion de centenaires la plus élevée au monde.
La deuxième raison du vieillissement, si vous vous en rappelez, c’est le raccourcissement des télomères. En fait, on s’est rendu compte dans les années 60 que la division cellulaire n’était pas infinie. Après un nombre de divisions qui peut aller jusqu’à 50 in vitro, une cellule perd cette capacité à se multiplier et meurt tout simplement : c’est ce qu’on appelle la limite de Hayflick, du nom du scientifique qui l’a découverte.
Il a fallu ensuite attendre 10 ans pour que le Russe Olovnikov ne trouve une explication à cette limite. Ce phénomène est régulé par une zone spécifique des chromosomes qu’on appelle les télomères. Ces zones non codantes se raccourcissent à chaque division jusqu’à devenir trop courtes et ainsi bloquer la division cellulaire.
Ce qui est fascinant, c’est que les cellules cancéreuses développent une enzyme appelée télomérase qui les rendent virtuellement immortelles en stoppant ce raccourcissement des télomères.
Je vais donc finir ce dossier sur ce paradoxe. On cherche l’immortalité depuis la nuit des temps et les seuls exemples qu’on connaissent dans le corps humain sont ceux qui, précisément, nous tuent plus vite.
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