事实如此浪漫

我们不知道大多数物种是如何衰老的

T对人类来说,衰老似乎与身体衰退有着不可分割的联系。1975年,摄影师尼古拉斯·尼克松(Nicholas Nixon)“心血来潮”,决定展示这个过程。那一年,他拍了一张妻子和她的三个姐妹肩并肩站在一起的照片;之后的每一年,四十年里,他们都站在大致相同的位置。随着年龄的增长,每个女人的变化都是惊人的。“也许,我们在眼睛里发现了更多的悲伤,在曾经清新的眉毛上发现了更多的重量,”写了小说家苏珊·米诺特纽约时报杂志最后一张照片拍摄于2014年。“这就是变老的样子。”

一个沙漠龟。 摄影:vuttichai chaiya / Shutterstock

但人类衰老的方式并不一定是大多数生物的典型方式。例如,沙漠乌龟的死亡率,或者说死亡的几率下降随着年龄的增长。与人类不同的是,乌龟更有可能早死而不是老死。寄居蟹和捕蝇草的年龄与人类和乌龟都不同;成年后,它们的死亡和繁殖几率没有任何变化。然后是淡水水螅,九头蛇magnipapillata它不会随着年龄或衰老而恶化。研究人员预测,在受保护的实验室条件下,5%的成年水螅仍会活得很好在1400年之后.“所有物种都会衰老,它们每年都会老一岁。南丹麦大学的进化生物学家欧文·琼斯(Owen Jones)说。“年龄只是一个数字——我们应该担心的是衰老。”

区别很重要。琼斯说,衰老仅仅意味着变老,而衰老则包括人们通常与老年联系在一起的负面影响:身体和精神衰退以及生育能力下降。对人类来说,衰老是一个大问题——也许是最大的问题。我们想活得更长没有开始衰老。“为什么我们”——以及其他衰老的动物——“要走到这一步?”琼斯说。他想知道,在某种程度上,进化选择衰老,是否因为它是有利的,无论出于什么原因。“我不认为我们真的知道,”他说。“我们可以通过分析数据,弄清楚这些步骤是如何采取的,从而找到答案。”

“当突变产生了意想不到的表型影响时,衰老的进化可能会发生意想不到的转变。”

一个2007研究例如,他试图观察衰老是否可以一直追溯到细菌的进化。由苏黎世瑞士联邦理工学院进化生物学家马丁·阿克曼(Martin Ackermann)领导的研究人员监测了这些动物的种群茎菌属crescentus在他们的实验室里进行了2000代的细菌实验,以“在生物组织的基本水平上检验衰老的进化理论:单细胞生物种群”(在这项研究中,“衰老”和“衰老”是同义词)。

阿克曼和他的团队发现,即使是单个的细菌细胞也不能对衰老免疫:在细菌种群中,对晚育有负面影响的基因突变——在生命早期没有代价——确实会发生,它们导致繁殖率降低,最终死亡。但这种情况相对少见;大多数确实发生的突变都是积极的,没有任何负相关:“通过改善早期生命而提高生长速度的突变,”Ackermann和他的同事写道,“通常不需要在以后的生命中付出代价。”

Ackerman和他的同事们说,这支持了之前的发现,“当突变产生了意想不到的表型影响时,衰老的进化可能会发生意想不到的转变。”例如,一些生物体已经进化出一些特殊的策略来帮助减少衰老或衰老的影响。例如,一些植物和海鬣蜥会进行适应性收缩(在资源匮乏时变得更小);一些鱼类和爬行动物表现出不确定的生长状态(一生中都在变大,变得更多产);当然,还有一些进入了休眠状态。“这些策略中没有一个比另一个更好——它们只是在做同样的事情:维持你的人口数量,”琼斯说。对于人类来说,关键在于弄清楚不同的生物体是如何利用这些机制的,以及我们是否可以为了自己的利益而招募它们。

琼斯说,问题在于我们对跨物种的衰老知之甚少。他估计,我们拥有良好的、长期的、以个体为基础的数据,这些数据是对一个种群中从出生到死亡的众多随机选择的成员进行跟踪的。这些数据不到5%的脊椎动物物种,而这些物种占已知物种的不到5%。我们对植物、真菌和细菌所拥有的就更少了。知识的缺乏并不是因为缺乏尝试;琼斯提到的这类人口统计研究所花费的时间和精力,远比排序动物的基因要多得多。

要编制人口统计数据,你必须跟踪一个种群中的许多成员的一生来记录他们是否随着年龄的增长而衰老。一个例子是Jones和一个研究槲寄生的小组的工作,槲寄生是一种半寄生植物(它们依靠宿主植物满足一些需求,但也利用太阳能制造糖类)。如果生物体没有衰老,研究人员就会试图识别任何与年龄相关的变化,并理解它们发生的原因——例如,一个生物体没有衰老,它可能会随着年龄的增长而增加繁殖速度。这对研究难以接近的野生生物或寿命可达数百年或数千年的植物的研究人员来说尤其具有挑战性。

琼斯说,如果不了解不同物种如何应对或避免衰老,我们就不可能利用或适应人类的相同机制。他希望有一天能有更多关于水母或墨鱼等生物的数据。我们对它们所知甚少,但它们可能为如何消除人类衰老问题提供了一个关键。也许到那时,我们会找到延长人类寿命的方法,通过减缓衰老过程或不断推迟我们开始衰老的时间点。

“这真的是一个大问题,”琼斯说。“这真的会让养老金公司和保险公司担心”,因为对长期医疗保健的需求可能会增加。他说:“如果我们能将老龄化速度减缓几个百分点,那将花费他们数十亿美元。”


Lorraine Boissoneault写有关科学、自然、历史和冒险的文章。她的第一本书《最后的旅行者》(The Last voyagers)于今年4月出版。在推特上关注她@boissolm


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