การถ่ายทอดยีนของเราไปสู่คนรุ่นต่อไปเป็นกระบวนการสำคัญในการวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ดังนั้น ทำไมจู่ๆผู้หญิงก็หยุดมีประจำเดือน เมื่อพวกเขามีชีวิตเหลืออยู่อย่างน้อยหนึ่งในสาม? มันไม่สมเหตุสมผลเลย ด้วยเหตุนี้จึงถูกเรียกว่า "ปริศนาดาร์วิน" ซึ่งเป็นแง่มุมของชีววิทยาที่ดูเหมือนจะขัดแย้งกับการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

มีสมมติฐานที่แข่งขันกันมากมายว่าทำไมถึงเป็นเช่นนี้ แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป ใน การศึกษาใหม่ของเราซึ่งตีพิมพ์ใน Biology Letters เราได้ประเมินและรวมสมมติฐานหลักสองข้อเข้าด้วยกันเพื่อสร้างสิ่งใหม่ เราแนะนำว่าวัยหมดประจำเดือนเริ่มต้นโดยบังเอิญ แต่ภายหลังได้รับแรงผลักดันจากโอกาสที่ทำให้ผู้หญิงต้องดูแลหลานๆ

ทฤษฎีการแข่งขัน

เราทุกคนคุ้นเคยกับการพูดคุยของ อาการร้อนวูบวาบและเหงื่อออกตอนกลางคืน ที่มากับวัยหมดประจำเดือนซึ่งมักจะทำให้เราคิดว่ามันเป็นลักษณะเฉพาะของมนุษย์ แต่บางชนิดเช่น วาฬเพชรฆาต และบางส่วน ช้างเอเชียก็ยังได้รับรูปแบบเดียวกันของ “อายุขัยหลังการเจริญพันธุ์”

มีสมมติฐานที่ขัดแย้งกันมากมายเกี่ยวกับสาเหตุที่ทำให้วัยหมดประจำเดือนมีวิวัฒนาการอย่างกะทันหัน ในมนุษย์บางคนแย้งว่าวิวัฒนาการเพราะ ผู้ชายที่มีอายุมากกว่าชอบผู้หญิงที่อายุน้อยกว่าในขณะที่คนอื่นแนะนำว่า ทำให้ผู้หญิงได้เปรียบ เหนือแม่สามีที่มีอำนาจอย่างอื่น อย่างไรก็ตาม สมมติฐานชั้นนำและที่พบบ่อยที่สุดสองข้อ – และที่เราดูในการศึกษาของเรา – คือการที่ผู้หญิงสามารถดูแลลูกหลานของตนได้ ( สมมติฐานของคุณยาย) หรือว่าเป็นเพียงความบังเอิญของธรรมชาติ (the สมมติฐานที่ไม่ตรงกันของการสืบพันธุ์ - โซมาติก).

ในสมมติฐานของคุณยาย ผู้หญิงสามารถได้รับประโยชน์จากการหยุดการสืบพันธุ์ก่อนตายโดยช่วยดูแลลูกๆ ที่มีอยู่ (หรือหลานๆ) แทนการผลิตมากขึ้น ซึ่งช่วยให้ลูกหลานรอด อีกทางหนึ่ง ผลประโยชน์อาจมาจากการรับช่วงต่อหน้าที่ดูแลเด็กของหลานของตน ซึ่งหมายความว่าลูกๆ ของพวกเขาสามารถมีลูกได้มากกว่าที่ควรจะเป็น แน่นอน ทั้งลูกๆ และหลานๆ ของพวกเขาจะมียีนของพวกเขา

งานทฤษฎีก่อนหน้า ได้แนะนำว่าผู้ชายที่อยู่บ้านกับแม่ ในขณะที่ลูกสาวแยกย้ายกันไปเป็นกลุ่มใหม่ อาจส่งเสริมการหมดประจำเดือนของแม่โดยการเปลี่ยนจำนวนญาติที่อยู่รอบตัวเธอเมื่ออายุมากขึ้น พิจารณาสตรีบรรพบุรุษที่ออกจากบ้านไปแต่งงานกับครอบครัวใหม่ ในตอนแรก เธอไม่มีญาติในเผ่าใหม่ของเธอ แต่เมื่อเธอโตขึ้น ลูกชายของเธอก็จะอยู่ในเผ่าของเธอ แต่งงาน และเริ่มมีลูก ปัจจุบันเธอรายล้อมไปด้วยญาติพี่น้องและผลประโยชน์จากการหยุดมีบุตรและมุ่งช่วยเหลือลูกชายของเธอกับหลานๆ

ในทางกลับกัน สมมติฐานที่ไม่ตรงกันชี้ให้เห็นว่าไม่มีประโยชน์ในการปรับตัวต่อวัยหมดประจำเดือน แล้วลักษณะจะวิวัฒนาการได้อย่างไรหากไม่มีประโยชน์? คำตอบตามแนวคิดที่ไม่ตรงกันคือ ทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสัตว์คือการทำสำเนาพันธุ์ที่เป็นไปได้และดูแลเด็กให้เสร็จสิ้นในช่วงเวลาที่มันตาย อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับที่ชิ้นส่วนรถยนต์สึกหรอในอัตราที่ต่างกัน ชิ้นส่วนของร่างกายบางส่วนก็สามารถสึกหรอได้เร็วกว่าส่วนอื่นๆ เมื่อระบบสืบพันธุ์เสื่อมก่อนจะนำไปสู่การหมดประจำเดือนเป็นผลพลอยได้ ดังนั้นจึงอาจเป็นผลมาจากการที่เรามีอายุยืนยาวขึ้น – เป็นไปได้ว่าบรรพบุรุษของเราไม่ได้อยู่นานพอที่จะประสบกับวัยหมดประจำเดือนเหมือนที่เราทำ

อย่างไรก็ตาม สมมติฐานทั้งสองนี้มีปัญหา สมมติฐานของคุณยายอยู่บนพื้นฐานของโอกาสในการให้การดูแลลูกหลานซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นเสมอไป (เช่น ที่ลูกหลานทั้งหมดแยกย้ายกันไปจากแม่) มันสมเหตุสมผลหรือไม่ที่จะมีรูปร่างวิวัฒนาการ? ในทางกลับกัน สมมติฐานที่ไม่ตรงกันดูเหมือนจะไม่ได้อธิบายว่าทำไมผู้หญิงจึงไม่สามารถมีลูกได้เป็นเวลานานในชีวิต ท้ายที่สุดแล้ว ผู้หญิงทุกคนที่มีชีวิตอยู่จนถึงวัยกลางคนจะประสบกับวัยหมดประจำเดือนมากกว่าที่บางคนจะเสียชีวิตก่อนและบางคนหลังจากที่พวกเขาหยุดการสืบพันธุ์ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มจะคาดการณ์ได้

การซ่อมแซมวิวัฒนาการ

ร่วมกับเพื่อนร่วมงานจาก Liverpool John Moores University ฉันได้ใช้ข้อมูลจาก ต้นไม้วิวัฒนาการ – ซึ่งแสดงความสัมพันธ์วิวัฒนาการระหว่างกลุ่ม – เพื่อทดสอบสมมติฐาน ตัวอย่างเช่น เนื่องจากทฤษฎีที่ไม่ตรงกันระบุว่าอายุขัยที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดวัยหมดประจำเดือน เราสามารถเปรียบเทียบสายพันธุ์ต่างๆ เพื่อดูว่าสายพันธุ์ที่มีอายุยืนยาวมีแนวโน้มที่จะมีวัยหมดประจำเดือนมากกว่าหรือไม่ นอกจากนี้เรายังสามารถเปรียบเทียบว่ารูปแบบการแพร่กระจาย (เพศหญิงที่อาศัยอยู่กับครอบครัวของคู่ครอง) เกี่ยวข้องกับวัยหมดประจำเดือนด้วยข้อมูลเดียวกันอย่างไร

ด้วยวิธีนี้ เราสามารถดูปัจจัยหลายประการที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีแต่ละข้อ และเปรียบเทียบกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริง ผลจากวิธีนี้ชี้ให้เห็นว่ากลไกทั้งสองมีอิทธิพล การที่ตัวเมียของสปีชีส์หยุดการสืบพันธุ์ในช่วงต้นหรือไม่นั้นดูเหมือนว่าจะมีโอกาสเกิดขึ้นหลังจากสมมติฐานที่ไม่ตรงกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อหมดประจำเดือนในสปีชีส์แล้ว แนวโน้มของลูกชายที่จะอยู่ใกล้บ้าน ดูเหมือนจะให้ประโยชน์กับผู้หญิง สมมติฐานของคุณยายคาดการณ์ว่าช่วงวัยหมดประจำเดือนที่นานขึ้นจะมีวิวัฒนาการในช่วงที่ผู้หญิงอยู่ห่างจากบ้านเกิด ซึ่งเป็นสิ่งที่เราพบในข้อมูล มี หลักฐานบางอย่าง ซึ่งจะนำไปสู่สัดส่วนอายุขัยหลังการเจริญพันธุ์ที่ยาวนานขึ้นและยังนำไปสู่สัดส่วนที่มากขึ้นของประชากรที่กำลังหมดประจำเดือน

งานวิจัยใหม่ของเราจึงรวมแนวคิดที่แข่งขันกันก่อนหน้านี้เข้าด้วยกันโดยให้คำสั่งที่แนวคิดทั้งสองดำเนินการภายใต้สถานการณ์ที่เราเรียกว่า โดยส่วนตัวแล้วฉันคิดว่าคำว่า tinkering ไม่ค่อยได้ใช้บ่อยเพียงพอในวรรณคดีทางวิทยาศาสตร์