||
《生态学与进化中的重大问题》就是这样一本写给成年人的“十万个为什么”,只不过这里没有十万个包罗万象的问题,只有十个在生态学和进化理论中的重大问题。在回答每一个问题时,我们都能看到多种不同理论的交锋与碰撞,它们各有不同的逻辑和方向,也各有其适用范畴,至于究竟孰优孰劣,还需要读者做出自己的思考和判断。 以下关于衰老的讨论,节选自书中“为什么我们会变老?”,供阅读品鉴。 2004年,“飞人”Rabinowitz以30.86s的成绩缔造了新的百岁老人100m短跑世界纪录,将此前已经保持了近一个世纪的纪录缩短了整整5s。虽然这是一个惊人的成绩,但是一个二三十岁的普通人在赶公交车时就能跑得差不多快。我们都知道人类的身体状况会随年龄的增长而下降,这就是“衰老”过程,更通俗地说,就是“上岁数了”。事实上,生理机能退化不只会影响我们奔跑的能力,在衰老的过程中,个体面临死亡的概率增大,繁殖能力也在不断下降。和年轻人相比,老年人患癌症、心脏病的概率也会显著提高。因此,衰老不仅是“最有效的致癌物”,更是世界上最可怕的疾病之一 ——而且这疾病一旦患上,就再也没有治愈的可能。 造成生命体死亡的原因多种多样,被车撞、被捕食或是患上某种致命疾病都意味着死亡。即使没有任何外因影响,生命体也依然会渐渐老去。对于那些不幸的个体来说,被捕食显然是造成死亡的原因之一。自然选择虽然不能完全消除个体由于外部因素而死亡的概率,但是可以降低其发生的可能性(如通过提高个体对捕食者的警觉性、发展防御机制等)。相比之下,衰老这一生命现象则对生物学家提出了更为严峻的挑战。考虑到衰老速率缓慢的个体能够留下更多后代,在自然选择的作用下,生命体的寿命理当不断增长才对。50年前,进化生物学家George Williams曾经说过:“尽管后生生物在形态学上展现出了惊人的复杂性,但它们却始终无法完成将已有的结构维持下去这样一个简单的任务。”换句话说,既然我们可以留下生命力旺盛的后代,为什么就不能让自己永葆青春呢? 如果问问我们的同事或朋友,为什么生命体会衰老,他们可能会给出诸如“这是不可避免的损耗”一类的答案。不可否认,无论从化学上还是物理学上来看,这个回答都有其充分的依据。随着年龄的增长,许多豆娘和蜻蜓的翅膀会变得越来越脆弱,自然条件下雄性豆娘的繁殖率在数天后就会开始下降。同样,新陈代谢的过程中会产生活性氧簇,也就是我们常说的自由基,这种物质会破坏蛋白质、脂类和 DNA,损害生命体的身体机能。就像豆娘的翅膀会越变越脆一样,随着细胞的衰老,细胞中遭到氧化破坏的混合物(包括核酸、脂类和蛋白质)含量逐渐上升,无论苍蝇或人类尽皆如此。这个过程在生命历程的最后1/3段中表现得尤为明显。那么,各种物理、化学损耗的积累是衰老的主要原因吗?这个答案看上去颇令人信服,我们也认同它的确是衰老的原因之一,毕竟就连电冰箱、洗碗机这些家用电器都会随着时间的推移变得越来越不好用,最终报废。但是,这一类比也存在一定的局限性。伤口会逐渐愈合,自由基也能够被抗氧化物质还原,与家用电器不同,生命体具有一定程度的自我维护和修复的能力,也就有能力消除这些累积下来的损伤。 事实上,“损耗”理论并不能解释物种寿命的巨大差异。我们应当注意的是,寿命和衰老之间并不存在直接联系。一般来说,我们会认为,如果某个物种的寿命较长,那么它的衰老速度就相对较慢。但是在自然界中,有些物种的寿命简直长得非同寻常,这不禁促使我们发问 :为什么其他物种不能如此?举例来说,在美国加利福尼亚州东部,最古老的松树已经存活了4900年之久,而且从其花粉的存活率和种子的发芽率来看,这些松树并没有表现出明显的衰老迹象 。此外,一则会令影片《侏罗纪公园》的影迷兴奋不已的消息称,研究人员在多米尼加琥珀中发现了一种已经灭绝的蜂类,并从其内脏中分离出了一些细菌孢子,然后将它们成功地唤醒并培养了起来。研究显示,这些孢子已经休眠了 2500 万年~4000 万年 。尽管并没有严格的记载,但最长寿动物的纪录也许属于一枚北极蛤(也有人认为珊瑚才是更适合的候选者),它于2007年被人们从冰岛附近的北极水域打捞上来,因为出生于中国的明朝时期,它被命名为“明”。科学家估计它的年龄在400~405岁,牛顿出生的时候它可还是枚年轻的小北极蛤呢。不幸的是,在科学家认识到它古老的身份之时,它已然去世了。所以,究竟是哪种物质的存在或缺失能让生命免于衰老?为什么只有极少数的个体能够长生不老呢?赠书 请阅读原文并参加留言活动
|https://mp.weixin.qq.com/s/KBYfOu5fUTxYC8RSx6xRhA
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-9-1 08:21
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社