图片来源:PI France
Austad在萨佩罗岛观察到的负鼠可以说是“无所畏惧” , 即使大白天也大胆地在开阔地区出没 , 寿命长达近四年 [7
。 而大陆上的负鼠胆小得多 , 只愿意在夜间活动 , 寿命最长只有两年半 。 自然选择巧妙地作用于两千多代的负鼠繁衍 , 同时揭示了生物衰老的一个原因:进化筛选的过程是非常“精明”的 , 如果某种生物很有可能因外因夭亡 , 大自然绝不会允许它浪费能量 , 不允许它将能量用于保存身体机能、长命百岁 。
03.
鲸鱼
负鼠的寿命给了人类什么启示呢?难道人类也要集体搬迁到一个与世隔绝、没有捕食者的小岛 , 通过上千年的选择性繁衍培育更长寿的人种?这完全不可能 , 恐怕只有在反乌托邦小说里才会发生 。 不过 , 对负鼠的研究结果表明如果想要找更多类型的长寿动物、开展未来的抗衰老研究 , 可以先从没有天敌的动物开始 。 也许从它们的身上能发现长命百岁的秘诀
弓头鲸就是一个很好的例子 。 它们体重100吨 , 属于地球从古至今体型最大的动物之一 , 几乎不被其他动物捕食 , 虽然偶尔会被成群的虎鲸攻击 , 但其面临的最大威胁仍然是人类的猎杀——不过好在血腥的捕鲸业已成为历史 。 因此 , 大海中的这些庞然大物进化成了自然界的“寿星” 。 根据现有的观测记录 , 寿命最长的弓头鲸活到了211岁 [8
。
体量大到无法被捕食者猎杀的动物 , 理所当然地进化出了最长的寿命 , 但从细胞角度看 , 这种长寿现象包含着难以解释之处 。 所有动物 , 无论是人、鼠、还是百吨级的鲸 , 单个细胞大小都差不多 。 也就是说 , 弓头鲸的体细胞数量比人多一千倍 , 每个细胞的存活时间比人类细胞长两倍 。 既然这样 , 那为什么弓头鲸不受癌症困扰呢?
图片来源:PI France
癌症之所以发生 , 是因为细胞内的基因在复制时意外出现错误 。 所以年龄越大、经历的细胞分裂次数越多、积累的变异越多 , 就越容易导致癌症 。 每个细胞都有癌变的可能 , 如果某种动物的细胞数量比人多一千倍 , 那岂不是发生肿瘤的概率也更高?弓头鲸并没有成为大海里的头号癌症患者 , 究竟是为什么?有学者研究了弓头鲸的基因组 , 推测可能是因为弓头鲸有许多份负责修复DNA的基因 [9
, 每个“备份”都有着细微的差异 , 所以细胞不易产生致癌突变 。 除了天生不患癌 , 弓头鲸还天生不得白内障 , 尽管许多其他动物(包括人类)在衰老时都会出现眼睛晶状体浑浊 , 也许是由于弓头鲸的晶状体里有抗氧化物质 [10
。 要活到数百岁的高龄 , 弓头鲸必须有办法预防或者尽量延缓显著影响生活质量的其他疾病 。 虽然鲸鱼难以在实验室里研究 , 但是它们的生理特征蕴含着不少长寿“小秘诀” , 值得我们人类好好探索 。
Andrew Steele
参考资料
1. Mark G. Sterken et al. The laboratory domestication of Caenorhabditis elegans Trends Genet. 31 224–31 (2015). DOI: 10.1016/j.tig.2015.02.009
2. D. B. Friedman and T. E. Johnson Three mutants that extend both mean and maximum life span of the nematode Caenorhabditis elegans define the age?1 gene J. Gerontol. 43 B102–9 (1988)
3. C. Kenyon et al. A C. elegans mutant that lives twice as long as wild type Nature 366 461–4 (1993). DOI: 10103?8/366461a0
4. GenAge database of ageing-related genes
5. Holly M. Brown-Borg and Andrzej Bartke GH and IGF1: Roles in energy metabolism of long-living GH mutant mice J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 67 652–60 (2012). DOI: 10.1093/gerona/gls086
6. Thomas Flatt and Linda Partridge Horizons in the evolution of aging BMC Biol. 16 93 (2018). DOI: 10.1186/s12915-018?0562?z
7. Steven N. Austad Retarded senescence in an insular population of Virginia opossums (Didelphis virginiana) J. Zool. 229 695–708 (1993)
8. 1. J. C. George et al. Age and growth estimates of bowhead whales (Balaena mysticetus) via aspartic acid racemization Can. J. Zool. 77 571–580 (1999)
9. Insights into the evolution of longevity from the bowhead whale genome Cell Rep. 10 112–22 (2015). DOI: 10.1016/j.celrep.2014.12.008
10. 1. D. Borchman R. Stimmelmayr and J. C. George Whales lifespan phospholipids and cataracts J. Lipid Res. 58 2289–2298 (2017)
Andrew Steele
牛津大学物理学博士、科普作家、主持人
”
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