31.05.2021, 11:00 Uhr
Durchführung per Videokonferenz

Titel: „A simulation tool to study evolutionary theories of aging“

Kurzfassung:
Seneszenz ist definiert als der altersabhängige funktionelle Rückgang, der zu einer
mit dem Alter zunehmenden Wahrscheinlichkeit zum Tod führt. Evolutionstheorien
des Alterns befassen sich mit der Frage, wie sich Seneszenz entwickeln kann.
Die prominentesten Theorien sind die Mutationsakkumulationstheorie (MA) und die
antagonistische Pleiotropie Theorie (AP).
Diese Arbeit ging von der Hypothese aus, dass die Demographie als Modulator
des zufälligen genetischen Drifts eine bemerkenswerte Rolle bei der Gestaltung der
Lebensgeschichte spielt, indem sie die durch die MA and AP vorhergesagten Effekte
intensiviert oder abschwächt. Genauer gesagt, stellten wir die Hypothese auf, dass
die Mutationsakkumulation in kleineren Populationen stärker ist als in größeren,
während die antagonistische Pleiotropie in größeren Populationen stärker ist als in
kleineren.
Wir entschieden uns für einen numerischen Ansatz, indem wir AEGIS+, eine erweiterte
Version von AEGIS, verwendeten, um verschiedene evolutionäre Szenarien zu
simulieren.
Zunächst untersuchten wir, wie die Mutationsakkumulation mit der Populationsgröße
interagiert, um die Lebensgeschichte zu formen. Die Ergebnisse zeigten, dass die
kleineren Populationen durchweg kürzere Lebensgeschichten entwickelten. Zudem
stellte sich heraus, dass dies robust ist in Bezug auf die Art und Weise, wie das
Modell ausgeführt und parametrisiert wurde und es sich daher nicht um ein Artefakt
der Methodik handelt. Darüber hinaus diskutierten wir die verschiedenen Szenarien,
die zeigen, dass der genetische Drift und die MA unverzichtbar sind, wenn man die
evolutionären Ergebnisse endlicher Populationen systematisch erklären will.
Anschließend untersuchten wir, wie die Demographie die antagonistische Pleiotropie
über die Modulation der Stärke der positiven Selektion beeinflusst. Die Ergebnisse
zeigten, dass groößere Populationen erfolgreicher sind, antagonistisch-pleiotrope Gene
zu erwerben und zu erhalten. Um das Vertrauen in die Robustheit der Ergebnisse zu
erhohen, wurden diese Beobachtungen innerhalb einer konstruierten Erwartungsmatrix
kontextualisiert, welche sich als konsistent mit der Theorie der antagonistischen
Pleiotropie erwies. Außerdem wurde ein Fall der Interaktion von MA und AP demonstriert
und diskutiert.
Abgesehen davon, dass diese Arbeit eine ausführliche Begründung für die beachtenswerte
Ergebnisse und theoretische Konsistenz des Einflusses der Demographie auf
Mutationsakkumulation und der antagonistischen Pleiotropie in der Evolution der
Lebensgeschichte liefert, zeigt sie auch die Nützlichkeit von Simulationsansätzen bei
der Untersuchung von evolutionaren Theorien des Alterns, die sie mit dem AEGIS+
Modell exemplifiziert.