Evolutsioonilised seletused inimeste haigustele

© Peeter Hõrak 2000-2018

1. Sissejuhatus

Haigus on organismi elutegevuse häire, mis tekib kahjulike välis- v. sisetegurite toime tagajärjel ning samaaegsest kaitse ja kompensatsioonireaktsioonide kujunemisest, e. teisisõnu., haigus = kahjustus+organismi vastus sellele. Evolutsiooniline meditsiin (EM) on peamiselt 1990-ndatel tekkinud teadussuund, mis otsib põhjuslikke e. funktsionaalseid seletusi haiguste olemasolu ja olemuse kohta. Erinevalt klassikalisest meditsiinist, mis püüab vastata otsesel e. proksimaalsel tasandil küsimusele mis põhjustab haigust, seab EM endale eesmärgiks seletada miks haigused üldse eksisteerivad. Seega on meil tegemist klassikalise evolutsioonibioloogia lähenemisviisiga, mis seab endale antud juhul eesmärgiks seletada, miks me oleme haigustele vastuvõtlikud, st. miks ei ole evolutsioon loodusliku valiku läbi muutnud meie organisme paremini funktsioneerivaks. Sellinelähenemisviis tervishoiuküsimustele on suhteliselt uudne (ning seetõttu on praegu veel paljud pakutud seletused korralikult testimata hüpoteeside tasemel), kuid potentsiaalselt võib EM kindlasti oluliselt avardada ja parandada traditsioonilise meditsiini võimalusi inimeste vaevuste leevendamisel. Loeng põhineb suuremas osas R. Nesse ja G. Williamsi 1995. a. ilmunud raamatul ‘Evolution and healing: the new science of Darwinian medicine’; (raamatu esimene autor on praktiseeriv arst ning teine meile juba varasematest loengutest tuttav evolutsioonibioloog). Hiljuti, 2013 a. lõpus, alustas ilmumist ka üks päris huvitav ev. meditsiini ajakiri: Evolution, Medicine, and Public Health.

Evolutsioonilised vastused küsimusele miks me oleme haigustele vastuvõtlikud ja miks meie keha ei tööta paremini võib tinglikult jaotada järgmistesse (üksteisega väga tihedalt seotud ja kohati kattuvatesse) kategooriatesse:

  1. Kaitsereaktsioonid
  2. Konfliktid teiste organismidega
  3. Fülogeneetilisest pärandist ja disainikompromissidest tingitud piirangud
  4. Kaugenemine evolutsioonilise adaptatsiooni keskkonnast
  5. Geneetilised riukad (genetic quirks)

1. Kaitsereaktsioonid

Esimene võimalik seletus haigustele väidab, et see, mida me tihti peame defektiks, on tegelikult hoopis organismi adaptiivne kaitsereaktsioon. Kaitsereaktsioonide näiteks on valu, palavik, köha, aevastamine, oksendamine ja ärevus. Kaitsereaktsiooni ja nakkuse segiajamine on ootuspärane, sest kaitsereaktsioonid on enamasti ebameeldivad, paistavad kahjulikena ning avalduvad samaaegselt (nakkus)haigusega. Paljud kaitsereaktsioonid on siiski suhteliselt ohutud võrreldes haigustega, mille eest nad meid kaitsevad. Selliste kaitsereaktsioonide puhul on tüüpiline, et nad võivad käivituda ilma tõsisema põhjuseta (nn. suitsuanduri põhimõte, kus valehäire tagajärjed on suhteliselt odavad, kuid mittereageerimise tagajärjed äärmiselt kulukad v. fataalsed). Niisuguste suitsuanduri põhimõttel töötavate kaitsreaktsioonide puhul ei pruugi me tõepoolest iga kord haigestuda kui oleme kaitsereaktsiooni medikamentidega blokeerinud. Keskkonnamuutuste tõttu (võrreldes perioodiga, mil vastavad kaitsereaktsioonid evolutsioneerusid) osutuvad mitmed sellised kaitsereaktsioonid tänapäeval ülemäärasteks ning võivad ülemäärase avaldumise tõttu põhjustada tõsised probleeme (nt. kiviajal adaptiivne ‘valvelolek’ avaldub ärevushäirena (anxiety), mis võib areneda patoloogiliseks depressiooniks, millega võivad kaasneda paanilised rünnakud ja destruktiivne vägivald).

Kaitsereaktsioonide blokeerimisel on alati vaja teadvustada, et selline tegevus võib olla kasulik meid ründavale parasiidile. Palavik on võib-olla kõige tüüpilisem näide. Kõik arstid teavad, et see on kaitsereaktsioon, kuid palavikku alandavad medikamendid on sellegipoolest olemas ja mõnedel juhtudel on neist kindlasti kasu.Samas on inimkatsed näidanud, et palaviku allasurumine võib nt. tuulerõugete v. A-tüüpi gripiviiruse puhul haiguse kulgu pikendada. Kuna palaviku allasurumine aitab kaasa ka parasiitide paljunemiskiiruse suurenemisele, võivad antipüreetikumide massilisel kasutamisel olla tõsised epidemioloogilise tagajärjed. On isegi oletatud, et aspiriini laialdane kasutamine võis olla üheks põhjuseks miks 1918. a. Hispaania gripp saavutas pandeemilise leviku, tappes 50-100 mln inimest (Earn et al. 2014). Võib-olla kõige drastilisem näide palaviku kasulikkusest on Wagner-Jauregg’i katsed süüfilisehaigetega XX sajandi alguskümnenditel. Töö oli ajendatud tähelepanekutest, et mõned süüfilisepatsiendid paranesid süüfilisest peale malaariasse haigestumist (malaariaga kaasnevad perioodilised palavikuhood) ja et süüfilis oli haruldane aladel, kus malaaria oli sage. Nakatades tuhandeid süfiliitikuid malaariasse õnnestus Wagner-Jauregg’il süüfilisest paranemise protsenti tõsta ühelt kolmekümnele (mille eest ta sai ka 1927. a. Nobeli preemia). 

Teine ja võib-olla vähemtuntud näide on raua kättesaadavuse vähendamine bakteritele. Nt. kui kroonilise tuberkuloosiga kaasnevat aneemiat (punaliblede vähesus veres, millega kaasneb organismi madal rauasisaldus) ravida rauapreparaatidega, siis on tagajärjeks nakkuse süvenemine. Raud on bakterite jaoks kriitilise tähtsusega ressurss ja seetõttu on kõik peremeesorganismid, keda bakterid ründavad, kohastunud bakteriaalse nakkuse puhul vähendama raua kättesaadavust bakteritele. Selle tõsiasja eiramine on andnud ebameeldivaid tagajärgi mõnede neegrihõimude, nagu masaide ja Somaalia nomaadide puhul, kellel eurooplastest arstid on püüdnud aneemiat leevendada rauapreparaatidega. Masaide puhul tõusis selle tagajärjel amööbnakkuste protsent 10-lt 88-le ja somaallastel 8-lt 38-le.

2. Konfliktid teiste organismidega

Teiseks põhjuseks, miks haigused inimestele palju probleeme tekitavad, on paratamatu allajäämine organismidevahelises evolutsioonilises võidujooksus, mis põhiliselt avaldub peremehe ja parasiidi vahelises võidurelvastumises (varasematest loengutest tuttav Punase Kuninganna e. ‘Red Queen’i fenomen). Selles kontekstis on oluline meenutada, et enamik praeguseks kindlaks tehtud liike on parasiidid. Enamiku parasiitide edumaa võidurelvastumises põhineb sellel, et nad evolutsioneeruvad kiiremini, kui peremehed:

  1. seepärast, et nende generatsiooniaeg on lühem (nt. bakterid võivad paari päeva jooksul läbi teha sama palju evolutsioonilisi muutusi, kui inimesed 1000 a. jooksul);
  2. seepärast, et nad on väikesed (mistõttu omakorda mahub neid ühe peremehe sisse või peale väga palju). Seetõttu on loodusliku valiku jaoks ühes peremehes väga mitmekesist algmaterjali.

Igaüks meist kannab (põhiliselt seede ja hingamistraktis) veidi rohkem bakterirakke kui omi rakke. Selline kõrge arvukus tähendab seda, et isegi kõige vähemtõenäolisemat laadi mutatsioonid saavad toimuda arvestatava sagedusega, ja et kui mingi mutatsioon annab selle kandjale teiste ees kasvõi pisimagi eelise, siis mõne aja pärast muutub see mutantne tüvi peremeesorganismis domineerivaks. Klassikaliseks näiteks on resistentsus antibiootikumidele, millega ilmselt igaüks on piisavalt kokku puutunud. Gonorröa, koolera ja tuberkuloos on jällegi muutunud ohtlikeks haigusteks. Tasub meeles pidada, et kord alustatud antibiootikumikuuri poolelijätmine aitab meie organismi asustavatel bakteritüvedel evolutsioneeruda suurema antibiootikumiresistentsuse suunas, sest (1) mittetäieliku ravi tõttu ei õnnestu kõiki patogeene hävitada ja (2) bakteritele subletaalses koguses manustatud antibiootikumid tekitavad tugeva valikusurve antud antibiootikumi suhtes kõige resistentsemate tüvede väljaselekteerumiseks. Bakterite antibiootikumiresistentsuse vastu on meil väga vähe võimalusi ennast kaitsta, sest paratamatult oleme sunnitud nt. tarbima selliste loomade piima ja liha, keda on antibiootikumidega ravitud.

Ilmselt vähem teadvustatud aspekt peremehe ja parasiidi võidurelvastumise juures on, et ka need organismid, kelle peal meie parasiteerime, võitlevad samuti meie vastu, ja mõnikord üsnagi efektiivselt. Selle tõsiasja ignoreerimine võib samuti tuua endaga kaasa tõsiseid tagajärgi. Nt. USA-s otsustati aretada haigusvaba kartulisort, et vältida haigustõrjel mürgiste pestitsiidide kasutamist. Peagi tuli aga uus looduspuhas toode turult ära korjata, sest ilmnes, et seda kartulit tarbinud inimesed sattusid mürgitusnähtudega haiglasse. Põhjus oli selles, et selline kõrge toitainesisaldusega taim on oma evolutsioonilise ajaloo vältel paratamatult pidanud kohastuma võitluseks herbivooridega, mistõttu enamik metsikuid kartuliliike, kui neid suures koguses süüa, on üsna mürgised neis sisalduva solanidiini ja tomatidiini tõttu. 15% nende valkudest on kohastunud blokeerimaks valke seedivaid ensüüme. Selle eest, et kartul tänapäeval meie peatoidus on, võlgneme tänu Andides elanud indiaanlastele, kes on kartulit mitmete sajandite vältel aretanud selles suunas, et vähendada tema kaitsevõimet herbivooride vastu. Selles kontekstis tundub kartuli tagasi mürgiseks aretamine mõnevõrra irooniline.

Taimede-herbivooride konfliktiga on samuti seletatav paljudele lapsepõlvest tuttav nähtus, et toored marjad ja õunad tekitavad kõhuvalu. Põhjuseks on asjaolu, et sellised taimed on kohastunud võitlema selle vastu, et nende vilju ei söödaks ära enne seemnete valmimist ning seetõttu sisaldavad toored viljad herbivooridele mürgiseid komponente. Seega konflikt taimedega, keda meie ekspluateerime, on meie tervise jaoks sama oluline, kui konflikt parasiitidega, kes ekspluateerivad meid.

New Mexico Albuquerque ülikooli bioloogid – Corey Fincher ja Randy Thornhill – usuvad, et parasiitidel on ülioluline roll inimkultuuri mitmemekesisuse tekkimises. Praeguseks on nende töörühmal mainekates teadusajakirjades ilmunud üle kümne artikli, mis kirjeldavad nakkushaiguste leviku mõju intelligentsuse, isiksuseomaduste, religioonide, rahvuste, keelte, pere- ja ühiskonnakorralduse, poliitiliste süsteemide ning kuritegevuse ja relvastatud konfliktide kujunemisele. Olen sellest kokkuvõtlikult kirjutanud 2012. a. 3. mai Sirbis (Parasiidid kultuuriloojatena); soovitan lugeda. 

Evolutsioonilises psühholoogias ja inimese käitumisökoloogias kogub järjest enam populaarust nn käitumusliku immuunsüsteemi kontseptsioon (Schaller & Park 2011). Tegu on kohastumuste komplektiga, mille eesmärgiks on patogeene ära tunda ning nakatumist vältida. Mehhanismiks on jälkus- ja vastikustunde kogemisega seotud füsioloogilised, kognitiivsed ja emotsionaalsed reaktsioonid, mis võivad mõjutada suhtumist nii kaaskodanikesse kui võõrastesse (ekstravertsuse, avatuse ja sotsiaalsuse vähenemine, ksenofoobia). Sellistel kaitsereaktsioonidel usutakse olevat tähtis evolutsiooniline roll isikuomaduste ning ühiskonnakorralduse evolutsioonis eri kultuurides. Katseliselt on näidatud, et selliseid kaitsereaktsioone on võimalik kergesti esile kutsuda ning seeläbi inimeste avatuse ning ksenofoobiataset mõjutada. Mitmed tööd on näidanud sedagi, et inimestel, kes on (hiljuti) nakkushaigusi põdenud (või krooniliselt haiged), on kõrgem hügieenitarve ja teravdatud jälkustunne kõige patogeensusega seonduva vastu (pathogen disgust sensitivity). Nii nagu tõelised immuunvastused on ka käitumusliku immuunsüsteemi reaktsioonid tihti ebaadekvaatsed (st toimivad sarnaselt eelkirjeldatud suitsuanduri põhimõttele). 

 

3) Fülogeneetilisest pärandist ja disainikompromissidest tingitud piirangud

Fülogeneetilisest pärandist tingitud piirangud  (vt. ka Toomase 1. loeng) tulenevad sellest, et looduslik valik ei saa ühtegi adaptatsiooni vormima asudes lähtuda tühjalt kohalt, vaid peab alustama sellest algmaterjalist, mis tal parajasti kasutada on. Sellise piirangu illustreerimiseks sobib nn. QWERTY fenomen. QWERTY on kuue esimese tähe järjestus arvutiklaviatuuril. Miks on see järjestus selline? Ennemuiste kasutati kirjutamiseks mehhaanilisi kirjutusmasinaid, mille klaviatuuril kõrvutiasuvate tähtede üksteise järel vajutamisel kippusid tähti löövad hoovad üksteise taha kinni jääma. See tingis vajaduse asetada sagedasti ja harva esinevaid tähemärke löövad klahvid kõrvuti. Tänapäeva arvutitel muidugi sellist probleemi ei eksisteeri ja seetõttu pole ka formaalset põhjust, miks ei võiks üle minna mingile muule (võib-olla ratsionaalsemale või kergeminiõpitavale) tähemärkide järjestusele. See pole aga enam paraku võimalik, sest QWERTY süsteem on tugevalt tarbijate teadvusesse juurdunud. QWERTY probleemiga lõksusattumise näiteks võib tuua imetajate seemnejuhade kulgemise. Meie ‘külmaverelistel’ eellastel (ja ka imetajate loodetel) asuvad munandid kõhuõõnes neerude läheduses (nagu munasarjad emastel). Kuna imetajate sperma vajab mingil põhjusel arenemiseks madalamat temperatuuri kui see, mis valitseb nende kehaõõnes, tekkis valikusurve, mis viis munandid kehaõõnest välja skrootumisse. Loote areng kordab seda ajaloolist liikumist. Selle liikumise käigus mässitakse aga seemnejuha ümber kusejuhade nagu kastmisvoolik puu ümber. Võib arvata, et kui meil poleks sellist ajaloolist pärandit, oleksime omandanud evolutsiooni käigus lühema seemnejuha, mis ajaks asja ära sama hästi, kui mitte veelgi paremini. Sellised fülogeneetilised piirangud  tulevad arvesse ka mõningate terviseprobleemide seletamisel.

Üheks selliseks näiteks on hingetoru ja söögitoru ristumine. Toidu hingetorru sattumise tagaajärjeks võib olla lämbumine, mis osutub fataalseks ühel juhul 100 000-st. Selle, kõigile selgroogsetele ühise omaduse oleme pärinud oma kopskaladest eellastelt, kelle hingetoru avanes ninasõõrmetesse (selmet avaneda nt. kaelale v. lõua alla; joonis). Praeguses olukorras oleks meil kaelal paiknevatest hingamisavadest kindlasti rohkem kasu, kuid selliseid pole kuskilt võtta, kuna evolutsioon ei saa kord läbitud teed pidi tagasi minna. Inimesele on (kõnevõimet soodustava hääleaparaadi paiknemise tõttu) söögi- ja hingetoru ristumine suuremaks probleemiks kui paljudele teistele imetajatele, kes saavad korraga neelatada ja hingata. Paari esimese elukuu jooksul on selline võime ka inimimikutel, kuid see kaob niipea, kui nad on kasvanud piisavalt, et hakata tegema esimesi lalisevaid häälitsusi.

Teiseks näiteks QWERTY probleemi kohta on selgroogsete silma pahempidine ehitus, mille oleme pärinud oma pisikestelt läbipaistvatelt eellastelt, kelle silmad evolutsioneerusid nahapinna all asuvatest valgustundlikest rakkudest. Kuna loom oli läbipaistev, siis ei olnud mingit probleemi sellest, et silma varustavad veresooned ja silmanärvid tulid silma juurde ülevaltpoolt. Selle tulemusena kulgeb nüüd, sadu miljoneid aastaid hiljem, optiline närv läbi silmapõhja, moodustades pimetähni. Pimetähn iseenesest on väike probleem võrreldes sellega, et valgustundlikud rakud võivad silmapõhja küljest lahti tulla (nt. põrutuse tõttu), mille tagajärjeks võib olla pimedaksjäämine. Sellist probleemi pole nt. kalmaaridel, kelle valgustundlikud rakud on kinnitatud reetina külge närvikiududega, mis omakorda on tingitud sellest, et nende silm alustas evolutsioneerumist hiljem soodsamaks osutunud asendist, kus närvikiud ja veresooned kinnitusid valgustundliku organi külge altpoolt. Pilti võib vaadata siit.

Mitmed inimestele ainuomased tõsised probleemid lähtuvad sellisest uuendusest nagu bipedalism (kahejalgsus), mis tekkis pliotseenis rohkem kui 4 miljonit a. tagasi. Erinevalt meie neljajalgsetest eellastest peab inimestel ristluu (ning samuti nt. põlve- ja jalaliigesed, mis pole samuti algselt kahel jalal käimiseks ette nähtud) kandma kogu keha raskust. Selle üheks tagajärjeks on valud alaseljas, mis on tänapäeval töövõimetuse peamiste põhjustajate hulgas (Strassmann & Dunbar 1999). Üheks põhjuseks on, et 4 miljonit a. ei ole olnud ilmselt piisavalt pikk aeg, et kõik meie skeleti osad oleks jõudnud uue liikumisviisiga täielikult kohastuda; teiseks põhjuseks on nn. disainikompromissist tulenev lõivsuhe, sest robustsem skelett, mis võimaldaks ülakeha raskust vaevusteta taluda, vähendaks meie paindlikkust ja liikumisvõimet. Veel üheks bipedalismist tulenevaks disainikompromissiks on vaagnaluude (mis on saanud oma enam-vähem tänapäevase kuju ca 2 miljonit a. tagasi) asend ja kuju, mis ühest küljest võimaldab hästi toetada torsot ja soolestikku kahel jalal kulgemisel, kuid mille paratamatuks kõrvalproduktiks on sünnituskanali ahenemine. Kuna suur pea ei mahu sellisest ahtast kanalist läbi, siis sünnivadki inimlapsed teiste primaatidega võrreldes suhteliselt väiksema pea (ja vastavalt suhteliselt vähemarenenud ajuga). Kuna inimlaste pea on sünnihetkel vaid veidi väiksem kui vaagna väljapääs, siis on sünnitraumad inimestele (eriti teiste primaatidega võrreldes) tõsiseks probleemiks.
 
 

4) Kaugenemine evolutsioonilise adaptatsiooni keskkonnast

Neljas seletus inimeste tervisehädadele on kaugenemine evolutsioonilise adaptatsiooni keskkonnast. Tänapäeva inimene kujunes välja pleistotseenis (2 miljonit –10 000 a. tagasi) ning sellest lähtuvalt oleme veetnud 90 % oma evolutsioonilisest ajaloost Sahaara-taguses Aafrikas, semiariidses kliimas küttide ja korilastena. Need mõned aastatuhanded, mis meid kiviajast lahutavad, ei ole piisavalt pikk periood, et looduslik valik oleks jõudnud meid muuta kohasemaks oma tänapäevasele keskkonnale. Vaatamata sellele, et põlluharimist hakati viljelema Kagu-Aasias juba 8000 a. eest, hankis suur osa meie eellasi veel mõne tuhande aasta eest endale elatist küttimise ja korilusega. Valikusurve, mis kujundas kiviaja inimeste toitumis- ja käitumisviise, erineb oluliselt sellest, mis oleks meile kasulik tänapäeval. Nende erinevuste üheks tagajärjeks on nn. tsivilisatsioonihaigused nagu nt. skorbuut, insult, infarkt, vähk, allergiad, ja alkoholi, tubaka ning sünteetiliste narkootikumide liigtarvitamisega kaasnevad probleemid. Suur osa kaasaegsetest haigustest tuleneb ka meie keskmise eluea pikenemisest, st. sellest, et meie keha ei ole (korralikult) kohastunud olema vanem kui 40 aastat.

Klassikaliseks näiteks evolutsioonilise adaptatsiooni keskkonnast eemaldumisest tingitud probleemide kohta on meie eelistus rasvaste ja magusate toitude vastu, mis pärineb perioodist, kus suur osa inimeste ajast kulus paratamatult kalorite põletamiseks - kas siis joostes saakloomade järel või kiskjate eest. Seetõttu oli meie eellastele kasulik ja adaptiivne süüa kõige magusamaid puuvilju ja palju rasva. Kui selliselt kohastunud organism satub keskkonda, kus suhkrut ja rasva on ülikülluses ning liikumistarve minimaalne, on tagajärjeks rasvumine ja sellest tulenevad probleemid - nt. soodumus insuldiks, mis on tänapäeva arenenud ühiskondades peamisi surma põhjustajaid. Otsene mehhanism, mis tekitab meis isu ülimalt kaloririkaste toiduainete (nt. šokolaad) järele, põhineb nähtusel, mida etoloogid nimetavad supernormaalseks stiimuliks. Samadel põhjustel eelistab Niko Tinbergeni hõbekajakas haudumiseks tennisepalli v. ebarealistlikult suurt muna pesa kõrvale asetatud isiklikule munale.

Teiseks näiteks toitumistavade muutustest põhjustatud haiguste kohta võib olla jämesoolevähk, mille üheks põhjuseks peetakse kiudainete osakaalu olulist vähenemist tänapäeva inimeste ratsioonis. Kiudained kiirendavad jämesoole läbimist seeduva toidumassi poolt, ning arvatakse, et seetõttu väheneb ka aeg, mil soolepind on eksponeeritud toidus sisalduvatele kantserogeenidele (Strassmann & Dunbar 1999).

Veel üheks asjassepuutuvaks näiteks on mitmesuguste autoimmuunhaiguste (1. tüüpi diabeet, polüskleroos) ja allergiate (nt atoopiline dermatiit), eriti aga allergilise astma laiaulatuslik levik tänapäeva nn arenenud ühiskondades. Üheks võimalikuks seletuseks on hügieenitingimuste ulatuslik paranemine, mistõttu tänapäeva lapsed ei puutu valdavalt kokku ussnugilistega (kes olid tõenäoliselt inimese igapäevased kaaslased meie evolutsioneerumise keskkonnas). Samuti on kaasaja linnades lastel oluliselt vähem kokkupuuteid kommensaalsete ja kahjutute mikroobidega. Ka sagenenud kokkupuuted antibiootikumidega on selles kontekstis tähtsad. Nn hügieenihüpotees (Stearns & Ebert 2001) e. vanade sõprade hüpotees (Rook et al. 2013) väidab, et need imetajate immuunoregulatoorsed mehhanismid, mille funktsioon on põletikuvastuse õigeaegne lõpetamine või allasurumine lootusetutes olukordades, on evolutsioneerunud ussnugiliste ja kommensaalsete mikroobide tolereerimiseks. (Nt helmintnakkusi on vaja tolereerida seepärast, et kui organism on juba nakatunud, ei suuda immuunsüsteem täiskasvanud usse niikuinii hävitada). Et selline tolerantsus saaks välja kujuneda, on vajalik, et inimesed oleksid juba lapseeas ussnakkustele ja võimalikult mitmekesistele mikroobidele eksponeeritud. Juhul kui vastavd immuunregulatsiooni mehhanismid pole saanud tekkida, on tulemuseks immuunsüsteemi ülereageering süütutele välisärritajatele (nt. tolmulestad, õietolm). Enamgi veel. Kuna immuunsüsteem on neuroendokriinsüsteemiga tihedalt integreeritud, on puuduliku immuunregulatsiooniga inimesed vastuvõtlikumad ka psühholoogilisele stressile, mis kutsub nende organismis esile kroonilise põletikuvastuse. Ning vastupidi. Hügieenitingimuste paranemisega kaasneb depressiooni sagenemine. Nt kolmandast maailmast arenenud riikidesse kolinud inimestel on psühhiaatrilisi probleeme sagedamini siis, kui kolimine toimus enne 13. eluaastat, st enne piisavate immuunoregulatoorsete mehhanismide väljakujunemist. Rook et al. (2013) esitavad neil teemadel päris põnevaid spekulatsioone, soovitan lugeda. Igatahes on selge, et mõõdukalt antisanitaarsetes tingimustes üleskasvamine (regulaarsed kokkupuuted mulla, koerte jt lemmikloomade ning lastega, maaelu) on tervisele väga kasulikud. Ühe (hüpoteetilise) lahendusena hügieeniprobleemile on pakutud laste toidusedeli rikastamist sooleusside pinnavalkudega (Stearns & Ebert 2001). Katseliselt on näidatud, et polüskleroosi patsientide ajurarakkude degeneratsioon aeglustub, kui neid nakatada solkmete ja paelussidega (Correale & Farez 2007).

Oluliseks nn. tsivilisatsioonihaiguste põhjuseks on samuti sigimisgraafiku muutus. Kogu meie varasema evolutsioonilise mineviku jooksul oli naise jaoks loomulikuks seisundiks olla kas rase või imetada. Praeguse ja tollase eluviisi võrdluseks kasutatakse kaasajal kiviaegsele lähedases situatsioonis elavaid küttide ja korilaste hõime. Sellistes hõimudes algab menstruatsioon reeglina hiljem (16 aastaselt), esimene sünnitus toimub 19 aastaselt, imetamine kestab järjest 2-3 aastat ning naine sünnitab elu jooksul keskmiselt 5-6 last. Tüüpiliselt on sellistele ürgrahvastele peaaegu tundmatud reproduktiivorganite kasvajad – emaka, munasarja ja rinnavähk, mis on aga väga levinud tsiviliseeritud ühiskondades. Naiste reproduktiivorganite vähkkasvajate kõrge sageduse põhjuseks tänapäeval peetakse pikemat esimese menstruatsiooni ja esimese sünnitamise vahelist perioodi ning elu jooksul läbitud menstruatsioonitsüklite suuremat arvu (450 kaasaegsetes vs. 110-160 primitiivsetes ühiskondades). Sagedaste menstruatsioonitsüklite tagajärjeks on organismi kumuleeruv eksponeerimine östrogeeni toimele, mis stimuleerib emaka limaskesta ja rinnanäärmete rakkude jagunemist (nt. piimajuhade rakud jagunevad 20 ´ sagedamini esimese menstruatsiooni ja sünnituse vahelisel perioodil, kui peale esimest sünnitust). Reproduktiivorganite rakkude sagedasema jagunemisega kaasneb DNA kopeerimisvigade e. mutatsioonide sageduse suurenemine, millest omakorda tuleneb vastavatesse kasvajatesse haigestumise riski tõus. Seetõttu soovitatakse rasestumisvastase vahendina kasutada rasedust v. imetamist simuleerivaid hormoonpreparaate, mis tagasiside põhimõttel alandavad östrogeeni taset organismis ja seeläbi vähendavad ovulatsioonide arvu. Seega – rasestumisvastaste pillide tarvitamine peaks aitama kuigivõrd imiteerida naiste jaoks "ajalooliselt tüüpilist" hormonaalset keskkonda. Ja tõepoolest – oraalsete kontratseptiivide tarvitamine vähendabki munasarja ja endomeetriumi vähki haigestumise riski. Rinnavähi vastu see siiski ei aita. (vt. ka Maynard-Smith et al. 1999).

Üheks võimaluseks teadvustada, kuidas evolutsioonilise adaptatsiooni keskkond mõjutab meie tänapäevast heaolu, on võrrelda ohtlikke v. potentsiaalselt ohuga seotud asju, mida me kardame (nt. kiskjad, mürkmaod, pimedus, tuli, külmumine, veri, laibad), sest meil on olnud piisavalt aega nendega koos evolutsioneeruda, teiste ohtlike asjadega (nt. hamburgerid, šokolaad, tulirelvad, rasestumisvastased vahendid, sünteetilised narkootikumid, kange alkohol, radioaktiivne kiirgus), millega me pole piisavalt kaua koos evolutsioneerunud, et neid karta.
 
 

5. Geneetilised riukad (genetic quirks)

Nagu varasemates loengutes korduvalt mainitud, sisaldub 'retsept' kõigi elusolendite valmistamiseks nende geenides, mis kulgevad ühest põlvkonnast teise, kasutades 'liikumisvahendina' organisme. Sellest johtub, et need geenid, mis suudavad ennast kandvad organismid panna tegutsema teistest tõhusamalt, levivad edasi järgmistesse põlvkondadesse suurema tõenäosusega kui geenid, mis panevad ennast kandvad organismid käituma viisil, mis ei soodusta nende levimist järgmistesse põlvkondadesse. Sellest skeemist lähtudes peaks meil tekkima küsimus, kuidas pärilikud haigused ja muud pärilikud defektid üldse saavad olemas olla. Kui loodusliku valiku tagajärjeks on mittekohaste geenide sageduse vähenemine, siis peaksid kaduma ju ka pärilikud haigused! Miks pole siis 'halvad' geenid kadunud? Et sellele küsimusele vastata, peame iga geneetilise haiguse puhul (nii nagu enne nakkushaiguste puhul) küsima, kes saab sellest kasu.
 
 

5.1. Geneetilistest haigustest kasu saajad

5.1.1. Kasu saajateks võivad olla sedasama haigust põhjustava geeni kandjad, kuid nii, et kasu ja hind avalduvad erinevates eluetappides

Näide 1: Mutatsioon, mis vähendab kohasust hilisematel eluetappidel, saab populatsioonis püsima jääda juhul, kui tal õnnestub suurendada ellujäämust varasematel eluetappidel. DR3 geen, mis põhjustab diabeeti, suudab mingil põhjusel vähendada suremust looteeas. Kui üks vanem on selle alleeli osas homosügootne ja teine heterosügootne, siis peaks see haigus esinema nende lastest pooltel, kuid tegelikult esineb see tervelt 66%-l nende vastsündinutest. Seetõttu on võimalik, et selle haiguse geeniga loodete ellujäämus on kõrgem kui neil loodetel, kel seda geeni pole. (Siinkohal on oluline märkida, et inimesel katkeb väidetavasti 80% rasedusi väga varajases staadiumis, otsekohe peale viljastatud munaraku implantatsiooni emakaseinale, kuid kuna see toimub nii varajases staadiumis, jäävad sellised raseduse katkemised tavaliselt märkamatuks). Analoogiliselt diabeedi geenile väidetakse samasugust lootelise suremuse vähendamise mehhanismi ka fenüülketonuuria geeni kohta.

Näide 2: Pärilikud haigused, mis teatavates olukordades võivad haigete sigimisedukust suurendada. 1) Huntingtoni tõbi , mis põhjustab närvirakkude degeneratsiooni, mille tulemuseks on ekstreemjuhul mälu ja liikumisvõime kaotus. Huntingtoni tõbi on põhjustatud dominantse alleeli poolt ja looduslik valik pole seda elimineerinud seetõttu, et ta avaldub alles peale 40.-ndat eluaastat, kui tema mõju sigimisedukusele on suhteliselt väike. Mõned tööd on näidanud, et selle haigusega naistel on enne 40. eluaastat rohkem lapsi (kuigi meeste sigimisedukus on mõnevõrra väiksem). 2) Bipolaarne häire (varasema nimega maniakaal-depressiivne psühhoos); mh. loovinimestel ebaproportsionaalselt sageli esinev ja ilmselt kunstialase andekusega seonduv) on kõrge päritavuskoefitsiendiga (h2= 0.5 - 0.8) psüühiline häire, kus depressioon vaheldub maaniahoogudega, millega kaasneb seksuaalsuse suurenemine jm. füüsilise ja vaimse tegevuse mahu tõus (mis võib omakorda muuta haiged sel ajal suguliselt atraktiivseks ja agressiivseks). On ilmne, et kõik sellisel viisil sigimisedukust soosivad geenid saavad populatsioonis levida vaatamata sellele, kui ebameeldivaid kõrvalmõjusid nad haigetele põhjustavad. Kõrgenenud sigimisedukusega seondub teatavates tingimustes ka alkoholism.

Näide 3: Kasu (või vähemalt kahju puudumine) avaldub ainult teatavates (kas ajaliselt või ruumiliselt erinevates) keskkondades. Tsüstiline fibroos e. mukovitsidoos on põhjustatud retsessiivse alleeli poolt (mida omab 4 % põhjaeurooplasi), mille kohta arvatakse, et see võis pakkuda kaitset koolera eest. Lühinägelikkus avaldub (ja seega on kahjulik) vaid siis, kui lapsed loevad palju (koolikohustus); Insult, infarkt: kunagi adaptiivsed toitumiseelistused võivad vähese liikumisaktiivsuse korral viia rasvumise ning metaboolsest sümdroomist tulenevate haigusteni.
 
 

5.1.2. Pärilikest haigustest võivad kasu saada teised isendid

Näide 1: Heterosügoodid, kellel on vaid üks koopia haigust tekitavast geenist, võivad olla suurema kohasusega, kui homosügoodid, kellel on 2 sarnast koopiat. Klassikaliseks näiteks on sirprakne aneemia, kus heterosügoodid on kaitstud malaaria eest, kuid enamik homosügoote sureb enne sigimisikka jõudmist. Ootuspäraselt sõltub selle geeni esinemissagedus malaarianakkuse sagedusest keskkonnas. Nt. Ameerika neegritel on sirprakne aneemia palju haruldasem, kui Aafrika omadel. Vt. ka http://www.ebc.ee/loengud/evol/evol97_4.html.

Näide 2: Loode saab kasu ema arvelt. Siin puutume jällegi kokku kurna suuruse teooria loengust tuttava nähtusega, nagu vanema-järglase konflikt, mis tuleneb sellest, et järglasel (antud juhul lootel) ja emal on vaid pooled alleelid ühised. Seepärast võime ette kujutada, et optimaalne emapoolne investeering, st. kui palju saab loode ressurssi ema arvelt, on loote jaoks suurem (sest kasu saab 100% loote alleelidest), kui ema jaoks (sest kasu saab vaid 50% ema alleelidest). Geenid, mis võimaldavad lootel seda konflikti võita, saavad populatsioonis fikseeruda järgmistel põhjustel: Kui tekib mingi mutatsioon, mis suurendab loote kasu ema arvelt, siis avaldub see mutatsioon vaid pooltel tema järglastest. Veelgi enam, järglane maksab seda hinda ainult siis, kui ta ise on emane! Seega, tõenäosus, et lootel tuleb see hind hiljem tagasi maksta, on vaid 25%. (Nagu kurna suuruse teooria. loengus veendusime, ei lõpe vanemate-järglaste konflikt kaugeltki loote-eaga, vaid kestab edasi kuni järglaste iseseisvumiseni.) David Haig (1993) arvab, et vanema-järglase konflikt avaldub nt. sellise haiguse nagu rasedusdiabeet puhul: loode toodab hormooni nimega hPL e. human placental lactogen, mis seob ema veres insuliini, mille tagajärjel ema vere glükoositase tõuseb ja loode saab seetõttu rohkem suhkrut. Vastuseks suurendab ema jällegi oma insuliinitoodangut ja loode omakorda hPL sekretsiooni. Kui ema on diabeetik, kes ei suuda oma insuliinitaset rohkem tõsta, siis võib selle protsessi tagajärg olla nii tema, kui loote jaoks fataalne. Aga kuna keskmine ema ei ole diabeetik, siis on loote jaoks kasulik sellise riski peale välja minna. Samuti peab Haig (1993, 1999) loote ja ema vahelise konflikti tulemuseks sellist nähtust nagu preeklampsia e. raseduseaegne kõrgvererõhutõbi (http://humrep.oxfordjournals.org/content/12/10/2087.full.pdf). Preeklampsia puhul modifitseerivad lootelise päritoluga platsenta rakud – trofoplastid – platsentat ümbritsevaid spiraalartereid suurendades nende läbimõõtu ning hävitades neid ümbritsevat lihaskudet, mille tagajärjel ema ei ole võimeline vastavaid artereid kitsendama (ning seetõttu ka platsentasse suunduvat vere ja toitainetevoolu vähendama). Kui lootel õnnestub vähendada ema teiste arterite läbimõõtu (nt. mingite hormoonide sekretsiooni teel), on selle tulemuseks platsentat läbiva vere (ja vastavalt ka toitainete) voo suurenemine. Hüpoteesiga on kooskõlas vaatlusandmed, mis kinnitavad, et ema vererõhu mõõdukas kõrgenemine on seotud lootelise suremuse vähenemisega, ning et eelnevalt kõrge vererõhuga naiste vastsündinud on suuremad. Samuti toetavad hüpoteesi andmed, mis näitavad, et preeklampsiat esineb sagedamini, kui platsenta verevarustus on piiratud, ning et raseduseaegse kõrge vererõhu põhjuseks on arterite ahenemine, mitte südamelöökide suurem sagedus.

Näide 3: Ema kui loodete eksamineerija. Eelnev näide kirjeldas olukorda, kus ema ja loote vahelises konfliktis saab kasu loode ema arvelt. Alati ei võida seda konflikti siiski loode, sest ka emad võivad loodete üle omada tõhusaid kontrollimeetmeid. Haig (1999) peab üheks niisuguseks näiteks olukorda, kus ema otsustab loote saatuse üle selle kvaliteedi alusel ja kui see teda ei rahulda, on tulemuseks selektiivne abort. Sellise adaptiivse kontrollimehhanismi olemasolu võib ennustada seetõttu, et varajane raseduse katkestamine on ema jaoks kindlasti odavam (ja mida varajasem, seda odavam!) kui defektse järglase ilmaletoomine (analoogia kurna suuruse teoorias käsitletud pesakonna reduktsiooniga). Siin ilmneb jällegi loote ja ema huvide konflikt, sest loode, kes ei ole mitte mingil juhul abordist huvitatud, peab emale tõestama oma head kvaliteeti (potentsiaalset kohasust), ning eeldatavasti püüab ema tüssata, kui tema kvaliteet on tegelikult madal. Haig arvab, et emad kasutavad seetõttu loodete eksamineerimisel signaali, mis lähtub loote poolt sekreteeritava kooriongonadotropiini kogusest. (Kooriongonadotropiin (hCG) on hormoon, mis pärsib raseduse varajases staadiumis folliikuleid stimuleeriva hormooni (FSH) sekretsiooni, mistõttu uute folliikulite küpsemine ovaariumides lakkab.) Haigi hüpotees väidab, et selline eksam võimaldab emal loote hCG produtseerimise võime alusel otsustada loote üldkvaliteedi üle, sest vastava hormooni tootmise võime näitab, kui efektiivselt suudab loode toime tulla hCG tootmiseks vajalike funktsioonide (transkriptsioon, translatsioon, glükosüleerimine) koordineerimise ja suunamisega. Haigi arvates näitab ema reaktsiooni sõltuvus hCG kontsentratsioonist, et süsteem põhineb loote kvaliteedi 'ausal' signaliseerimisel, mille aluseks on signaali kulukus. Kui hCG sekretsiooni eesmärgiks oleks vaid teate saatmine emale loote olemasolu kohta, ei peaks ema reaktsioon sellele signaalile (abort v. mitteabort) sõltuma hormooni kontsentratsioonist ning signaal võiks sellisel juhul olla palju odavam.

Näide 4: Üks sigimispartner saab kasu teise arvelt. Alleelide lahknemine sugurakkudesse meioosi käigus on peaaegu eranditult juhuslik protsess, mistõttu kummaltki vanemalt päritud alleellid avalduvad järglastes üldjuhul 50%-lise tõenäosusega. Juhul, kui vanema geeni avaldumise keskmine sagedus järglases on suurem või väiksem kui 50%, on meil tegemist nähtusega, mida nimetatakse genoomseks imprintinguks, e. vanemspetsiifiliseks geenide, kromosoomide või kogu genoomi ekspressiooniks või repressiooniks järglastel (http://www.ebc.ee/~skivi/osa6.html). Genoomne imprinting (GI) on üheks potentsiaalseks võimaluseks, kuidas üks sigimispartner saab geneetilise riuka läbi kasu teise sigimispartneri arvelt.

Selline situatsioon saab leida aset (üldlevinud) juhul, kui paarumissüsteemiks ei ole eluaegne monogaamia. Sellisel juhul mõjutab emapoolne sigimisinvesteering ema jääksigimisväärtust rohkem kui isa oma (sest isa võib jätkata sigimist teiste partneritega). Järelikult on isale kasulik, et ema investeeriks järglastesse ressurssi rohkem, kui see on kasulik emale enesele. Seetõttu eksisteerib järglastes konflikt isalt ja emalt päritud geenide vahel: isalt päritud geenid programmeerivad järglasi ema ekspluateerima suuremal määral, kui emalt päritud geenid. Tulemuseks on mh. olukord, kus ema ja loote vahelises konfliktis 'tegutseb' isa loote poolel. Ei ole teada, kas inimesel selle konflikti tagajärjel genoomset imprintingut esineb, kuid vähemasti hiirte puhul on näidatud, et isalt imprinditud geenid põhjustavad teatava loote kasvufaktori tootmist, ning emalt imprinditud geenid kodeerivad selle kasvufaktori hävitamist.

Samuti võib ennustada valikusurvet alleelide kasuks, mis võimaldaksid emal ära tunda, kas vastavad alleelid lootes pärinevad temalt või isalt, ning viimasel juhul indutseeriksid raseduse katkemise varajases staadiumis (vt. nt. http://www.pnas.org/cgi/reprint/93/13/6547.pdf). Sellisel juhul oleks meil tegemist ühe postkopulatoorse valiku (mida käsitlesime erinevast aspektist MHC-polümorfismist tuleneva sugulise valiku juures immuunökoloogia loengus) erijuhuga. Nesse ja Williams iseloomustavad ülalkirjeldatud olukordi poeetiliselt, väites, et emaüsa on võimalik käsitleda lahinguväljana, kus geenid mängivad üksteise vastu välja oma huvisid meie tervise arvelt.

Genoomse imprintingu teema juures võime mainida ka (mõneti äärmuslikku) hüpoteesi, mille kohaselt GI laiemal juhul on imetajate rakutuuma geenide ja mitokondrite geenide vahelise konflikti tulemus, mille on võitnud rakutuuma geenid (Stearns 1999). Tsütoplasmaatiliselt päritavad mitokondriaalsed geenid saavad järgmistesse põlvkondadesse liikuda vaid emaliini pidi, mistõttu nende kohasus on 0, kui nad satuvad isastesse järglastesse. Seetõttu võiks eeldada, et mutantsed mitokondriaalsed geenid saaksid suurendada oma sagedust, kui neil õnnestuks indutseerida partenogeneesi. Üheks piiravaks põhjuseks, miks seda pole juhtunud, võib pidada (tuumageenide huvides olevat) genoomset imprintingut, mis nõuab, et loote arengus ekspresseeruksid nii emalt kui isalt päritud geenid.

Näide 5: Üks sugupool saab kasu teise arvelt (sooliselt antagonistlik valik). Naised saavad väidetavasti meeste arvelt kasu sellise haiguse puhul, nagu Fragiilse X-i sündroom,  mis esineb ühel 2000-st mehest ja on kõige levinum vaimset alaarengut põhjustav geneetiline haigus. Haiguse põhjuseks on X-kromosoomi defekt, ning seetõttu avaldub haigus ainult meestel ja vastava geeni suhtes homosügootsetel naistel. Kasu saavad haigusest eelkõige heterosügootseted naised, kelle sigimisedukus on kõrgem kui naistel, kes pole haigust põhjustava alleeli kandjad. Teiseks (mõneti vaieldavaks ja hüpoteetiliseks) näiteks võiks olla Hemokromatoos. See haigus esineb igal 200-300-l inimesel ja on 100% letaalne, kui jääb varajases staadiumis diagnoosimata ning ravimata. Hemokromatoos põhjustab raua kõrgendatud absorbtsiooni, mis on ühest küljest kasulik vähemalt varajastes elujärkudes, kuna aitab vältida rauapuudusest tingitud aneemiat, kuid peale 40-ndat eluaastat võib hemokromatoos muutuda meestele letaalseks liigsest raua akumulatsioonist tingitud maksakahjustuste tõttu. Arvatakse, et sellist haigust põhjustavast geenist võib kasu olla naistel, kes iga kuu regulaarselt verd kaotavad, ja kellel aneemiaprobleemid peaksid ka seetõttu teravamad olema. Samuti arvatakse (Lauffer 1992), et meeste organismi suurem rauasisaldus aitab kaasa ka nende suuremale suremusele insuldi läbi, sest oksüdeeritud rauaühendid on arteroskleroosis (ning insuldijärgse surma põhjustajatena) olulist rolli mängivate vabade radikaalide allikaks. Sooliselt anatagonistliku valiku hüpoteesiga on kooskõlas tulemus, mille kohaselt naiste suremine südamehaigustesse sageneb järsult peale menopausi algust (kui nende organismi rauasisaldus tõuseb menstruatsioonide ärajäämise tõttu.
 
 

5.1.3. Kasu saab ainult DNA

Ekstreemseks näiteks on lindpriid (outlaw) geenid, nagu T-lookuse geenid hiirtel, mis on letaalsed homosügootidele, kuid heterosügootsetel isastel õnnestub neid mingil põhjusel edasi anda 50% asemel 90-le %le järglastest. Sellistest geenidest on kasu ainult neil endil, mitte kandjatel.

Samuti võib DNA “isekusega” põhjendada mittekodeeriva DNA (s.o. selline DNA mis ei kodeeri valke) kõrget osakaalu eokarüootsetel organismidel. Sellise genoomisisese mittefenotüübilise valikuga on võimalik seletada nt. paljude transposoonide ja muude mobiilsete DNA elementide evolutsiooni. Nt. inimese genoomist 44%  on mittefunktsionaalne ja pärineb mobiilsed geneetilistest elementidest (praeguseks aktiivsuse kaotanud transposoonid ja retrotransposoonid). Iseka DNA kontseptsiooniga on kooskõlas asjaolu, et mittekodeeriv DNA-d on prokarüootide genoomis reeglina vähem (kuni 1 %) kui eukarüootidel (nt inimesel 98%). Prokarüoodid on eukarüootidest väiksemad ja replitseerivad oma DNA-d oluliselt sagedamini kui suured ja aeglaselt sigivad eukarüoodid. Sestap kulutavad prokarüoodid oma DNA replitseerimisele suhteliselt suurem osa oma energiabüdzhetist, kui eukarüoodid. Sellest omakorda tuleneb tugevam valikusurve mittekodeeriva DNA kõrvaldamiseks genoomist prokarüootidel (nt. Doolittle & Sapienza 1980).
 
 

5.1.4. Kasu ei saa mitte keegi

Näide 1: Mutatsioonide ja valiku tasakaal, kus retsessiivsed alleelid on valikule raskesti kättesaadavad, sest nad ei tekita mingeid probleeme heterosügootidele. Sellesse valdkonda kuulub enamik haruldasi geneetilisi haigusi, nagu kurttummus, enneaegset vananemist põhjutsv Werneri sündroom ning hemofiilia ja soomustõbi (viimased kaks on omakorda suguliitelised, st. päranduvad koos sugukromosoomiga).

Näide 2: Mõned geenid on mutatsioonidele eriti heaks märklauaks, sest nad on väga suured (nt. Duchenne’i lihasdüstroofia geen; mis olevat kõige pikem senikirjeldatud geen üldse.

Näide 3: Geenid mis püsivad, vaatamata valikule nende vastu, geneetilise triivi või asutaja efekti e rajaja efekti (founder effect) tõttu. Klassikaliseks näiteks on türosineemia (metabolismihäire, mis põhjustab maksakahjustusi lapsepõlves) ebaproportsionaalselt sage esinemine Quebeqi provintsis Kanadas, mis sai alguse ühelt Prantsusmaalt väljarännanud paarilt (kellel oli 9 last ja väga palju lapselapsi). Teiseks näiteks on ebatavaliselt varajase algusega Alzheimeri tõbi etnilistel volgasakslastel, mida peetakse samuti asutajaefekti tulemuseks.
 
 

5.2. Vananemine

Geneetiliste terviseprobleemide alla liigitub ka selline nähtus nagu vananemine (raugastumine, seniliseerumine, senescence), mis tähendab organismi funktsioonide järk-järgulist, progressiivset pöördumatut halvenemist kõrges eas. Evolutsioonibioloogilisest vaatenurgast võib vananemist defineerida kui organismi jääksigimisväärtuse vähenemist nii viljakuse kui elumuse languse tõttu; seega on vananemise näol tegemist ilmselt isendi seisukohast kahjuliku ning tema kohasust vähendava nähtusega. Vananemist ei esine väidetavasti mitte sugugi kõigil liikidel (nt. taimedest ohtjasoomuseline mänd ja sekvoiad kes elavad mitme tuhande aasta vanuseks ja kelle seemneproduktsioon vananedes ei vähene; loomadest võiksid siia kategooriasse kuuluda nt. mõned kilpkonnaliigid, homaarid ja karbid, kes võivad elada mitmesaja aasta vanuseks ja kelle sigimisvõime samuti vananedes ei vähene); samuti ei vanane väidetavasti sugurakud. Seega ei ole vananemine sugugi paratamatu protsess, mis tähendab, et me saame küsida miks looduslik valik ei ole vananemist kõrvaldanud. Sellele küsimusele vastuseks on pakutaud kaht (teineteist vastastikku mittevälistavat) hüpoteesi.

Mutatsioonide akumulatsiooni teooria (Medawar 1952) väidab, et loodusliku valiku surve nõrgeneb organismide kronoloogilise vanuse suurenedes, sest (ka funktsiooni halvenemisest sõltumatult) suureneb organismi eksponeeritus juhuslikele surma põhjustajatele võrdeliselt tema elueaga. Seetõttu sigib enamik isendeid populatsioonis suhteliselt noores eas, ning valik saab elimineerida eelkõige mutatsioone, mis takistavad sigimist noorena. Parimaks näiteks vanas eas avalduva kahjuliku mutatsiooni kohta on eelpoolmainit Huntingtoni tõbi. Inimese puhul (peaasjalikult naistel) esineb ka postreproduktiivne iga ning sellised kahjulikud mutatsioonid mis avalduvad peale sigimisperioodi lõppu on valikule eriti raskesti kättesaadavad (võrreldes nendega, mis mõjutavad otseselt sigimisedukust).

[Menopausi nähtus iseenesest väärib selgitamist oma unikaalsuse tõttu, sest postreproduktiivset eluspüsimist peaaegu ei eksisteeri teistel loomaliikidel vabas looduses (mõnel vaalaliigil siiski on) ning ilmselt oli see väga haruldane ka meie evolutsioonilise adaptatsiooni keskkonnas. Üks (mitteadaptiivne) hüpotees väidab, et menopaus iseenesest on vananemisest tingitud artefakt mis on põhjustatud ülisoodsatest keskkonnatingimustest tänapäeva tsiviliseeritud ühiskonnas. Hüpoteesi pooldajate arvates toetavad seda andmed, mis näitavad, et postreproduktiivne periood võib vangistuses tekkida paljudel emastel imetajatel (Austad 1994). Teine ning adaptiivne seletus (nn. vanaema hüpotees) väidab, et postreproduktiivses eas naised saavad suurendada oma sigimisedukust kaudselt hoolitsedes oma laste, lastelaste jt. lähisugulaste eest (Medawar 1954, Williams 1957). Selline hõimuvaliku printsiibist lähtuv selgitus töötab eriti hästi juhul, kui somaatilise vananemise tõttu suureneb kõrges eas raseduse ja sünnitusega kaasnev suremusrisk (Kirkwood et al. 1999).]

Teine seletus vananemisele (Williams 1957) põhineb mikroevolutsioonilistel lõivsuhetel, mis baseeruvad negatiivsetel geneetilistel korrelatsioonidel e. antagonistlikul pleiotroopial. Et sellest aru saada, tarvitseb meil ette kujutada mutatsioone, mis suurendavad kohasust elu varajasel perioodil, kuid samal ajal vähendavad kohasust (nt. suurendavad haigustele vastuvõtlikkust) elu hilisemal perioodil. Nagu ka Medawari hüpoteesi puhul, saavad sellised mutatsioonid populatsioonis fikseeruda eeldusel, et juhuslikud surma põhjustajad populatsioonis on piisavalt sagedased kindlustamaks, et kõrgesse ikka jõuab suhteliselt vähe isendeid. Otsesed tõestused lõivsuhete hüpoteesile pärinevad valikueksperimentidest äädikakärbestega, kus peaaegu igasugune keskkonnatingimustega manipuleerimine, mille tagajärjeks on munaproduktsiooni vähenemine varases elustaadiumis, toob endaga kaasa eluea pikenemise. Võimalik mehhanism, mis põhjustab vananemist geneetiliste lõivsuhete läbi saab olla järgmine: (1) vananemisprotsessi vahetuks põhjuseks on peamiselt DNA transkriptsiooni ja translatsiooni vead, mutatsioone põhjustav oksüdatiivne stress, mitokondrite kahjustumine, ning mittetaastuvate v. aeglaselt taastuvate valkude (nt. kollageen) kahjustused. (2) Isegi juhul, kui neid protsesse ei saa täielikult elimineerida, võiks arvata, et neid saab vähemalt kuigivõrd aeglustada (nt. muuta replikatsiooni ja translatsiooniprotsess täpsemaks, v. efektiivsemalt siduda vabu radikaale). (3) Juhul, kui selliste kaitsemeetmete rakendamine on kulukas, st. ressurssi, mida kulutatakse rakukahjustuste parandamiseks/vältimiseks, oleks võimalik selle asemel kasutada sigimiseks, tekibki lõivsuhe, mille lahenduseks on investeeringud sigimisse varajases elustaadiumis (mistõttu siis organismi vitaalsus hilises elustaadiumis vähenb; Maynard-Smith et al. 1999). Üheks näiteks selliste lõivsuhete kohta on mutatsioon, mis parandab laborihiirtel makrofaagide vabade radikaalide sidumise võimet (ning seetõttu vähendab ateroskleroosi haigestumist) samaaegselt suurendades hiirte vastuvõtlikust mikroobnakkustele. Sellisel juhul võib ateroskleroos olla mingil määral (primaarse tähtsusega) nakkusresistentsuse evolutsiooni negatiivseks kõrvalproduktiks (Kirkwood et al. 1999).

***

Lisaks vananemisele saab antagonistliku pleiotroopiaga ära seletada ka paljude muude halbade omaduste (mis eraldivõttes kohasusele negatiivselt mõjuksid) järjekindlat ning päritavat püsimist inimpopulatsioonides. Kuna 'halvad geenid' pääsevad sellise stsenaariumi korral edasi vaid juhul kui nad on 'heade geenide' külge aheldunud, siis peaks siinkohal evolutsioonibioloogilisest mõtlemisest tulenema ka praktiline abi nt. erinevate alaväärsuskomplekside lahendamisel - selmet kurvastada mõne omaduse üle, millel paistab meie kohasusele ceteris paribus negatiivne mõju olevat, võiksime pigem juurelda, millise hea omaduse külge aheldunult oleme ta pärinud (vt. ka maniakaalse depressiooni näidet punktis 5.1.1.). Nimetatud kontekstis on huvitav mõtiskleda erinevate isiksuseomadustega kaasneva kasu ja kahju üle. Esmapilgul võiks tunduda, et kõrgest ekstravertsusest, avatusest, meelekindlusest ja sotsiaalsusest saab olla ainult kasu ja kõrge neurootilisus on alati kahjulik. Tegelikult on siingi omad lõivsuhted - äärmusliku ekstravertsusega võib kaasneda riskialdis käitumine ja ebastabiilne pere-elu, kõrge avatusega kergeusklikkus ja psühhootilisus, kõrge meelekindlusega jäikus ja kinnismõtted, kõrge sotsiaalsusega liigne usalduslikkus. Kõrge neutootilisuse kasuks võib olla teravdatud ohutunne, edasipüüdlikkus ning võitlusvaim (Nettle 2006). Venla Berg jt. uurisid looduslikku valikut isiksuseomaduste suhtes ligi 11 tuhandel ameeriklasel kes olid sündinud vahemikus 1900 kuni 1947. Leiti, et rohkem lapsi ja lapselapsi oli vanematel, kes olid kesmisest ekstravertsemad ja neil, kes olid keskmisest väiksema meelekindlusega (hoolsuse, töökusega) ning vähem avatud. Kõrge sotsiaalsusega (lahketel, usalduslikel) inimestel oli rohkem lapselapsi (Berg et al. 2014). Neurootilisus sigimiseduga ameeriklastel ei seostunud, küll aga on selliseid seoseid leitud kiirema elutempoga populatsioonides. Arvata võib, et valik erinevate isiksuseomaduste väärtuste suhtes pole olnud kogu evolutsiooni käigus ja igal pool samasuunaline ning on ilmsesti tugevalt mõjutatud kultuurilisest kontekstist.

Viited:

Austad, S.N. (1994) Menopause: an evolutionary perspective. Experimental Gerontology 29, 255-263.

Berg, V., Lummaa, V., Lahdenperä, M., Rotkirch, A., & Jokela, M. (2014). Personality and long-term reproductive success measured by the number of grandchildren. Evolution and Human Behavior, 35, 533-539.

Correale J, Farez M (2007) Association between parasite infection and immune responses in multiple sclerosis. Annals of Neurology 61:97-108.

Doolittle, F. W. & Sapienza, C. (1980) Selfish geners, the phenptype paradigm and genome evolution. Nature 284, 601-603

Earn, D. J. D., Andrews, P. W., & Bolker, B. M. (2014). Population-level effects of suppressing fever. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 281.

Haig, D. (1993) Genetic conflicts in human pregnancy. Quarterly Review of Biology 68, 495-532.

Haig, D. (1999) Genetic conflicts in pregnancy and childhood. Evolution in health and disease (ed S.C. Stearns), pp 77-89. Oxford University Press, Oxford.

Hõrak, P. 2012. Parasiidid kultuuriloojatena. Sirp 03.05.

Kirkwood, T.B.L., Martin, G.M., & Partridge, L. (1999) Evolution, senescence, and health in old age. Evolution in health and disease (ed S.C. Stearns), pp 219-230. Oxford University Press, Oxford.

Lauffer, R. (1992) Iron and Human Disease. CRC Press LLC

Maynard-Smith, J., Barker, D.J.P., Finch, C.E., Kardia, S.L.R., Eaton, S.B., Kirkwood, T.B.L., LeGrand, E., Nesse, R.M., Williams, G.C., & Partridge, L. (1999) The evolution of non-infectious and degenerative disease. Evolution in health and disease (ed S.C. Stearns), pp 267-272. Oxford University Press, Oxford.

Medawar, P.B. (1952) An unsolved problem of biology. H.K.Lewis, London.

Nesse, R.M. & Williams, G.C. (1995) Evolution and healing. The new science of Darwinian medicine. Phoenix, Guernsey. (esmatrükk: Nesse, R.M. & Williams, G.C. (1995) Why we get sick. Times Books, Random House Inc., NY)

Nettle, D. (2006). The evolution of personality variation in humans and other animals. American Psychologist, 61, 622-631.

Rook GAW, Lowry CA, Raison CL (2013) Microbial ‘Old Friends’, immunoregulation and stress resilience. Evolution, Medicine, and Public Health 2013:46-64.

Schaller, M., & Park, J. H. (2011). The Behavioral Immune System (and Why It Matters). Current Directions in Psychological Science, 20, 99-103.

Stearns, S. C. (1999) Introducing evolutionary thinking. In Evolution in health and disease. S. C. Stearns, ed. Pp. 3-15. Oxford: Oxford University Press.

Stearns, S. C. & Ebert, D. (2001) Evolution in health and disease: work in progress. Quarterly Review of Biology 76, 418-432.

Strassmann, B.I. & Dunbar, R.I.M. (1999) Human evolution and disease: putting the Stone Age in perspective. Evolution in health and disease (ed S.C. Stearns), pp 91-92. Oxford University Press, Oxford.

Williams, G.C. (1957) Pleiotropy, natural selection and the evolution of senescence. Evolution 11, 389-411.

Päris asjalik ülevaade Wikipedias: http://en.wikipedia.org/wiki/Evolutionary_medicine

Veel üks lingikogu http://www.fastol.com/~renkwitz/evolutionary_medicine.htm