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科學(xué)揭示人類(lèi)不能永生之謎

 凱華書(shū)房 2014-06-21

雖然生老病死是人之常情,但在進(jìn)化生物學(xué)家看來(lái),衰老還真是一個(gè)不好解釋的現(xiàn)象。為什么這么說(shuō)呢? 想想看,從一個(gè)簡(jiǎn)單的受精卵發(fā)育成你我他這么精巧復(fù)雜的身體,生命是自然界創(chuàng)造的多么偉大的奇跡啊 !可是,自然界創(chuàng)造生命都輕松完成了,維護(hù)生命怎么反倒力不從心,任由生命衰老、死亡了呢?

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1、 衰老:生物非和自己過(guò)不去

除非意外死亡,大多數(shù)人在死之前,都要經(jīng)過(guò)一段漫長(zhǎng)的、白發(fā)蒼蒼、動(dòng)作遲緩的衰老期。事實(shí)上,人的一生就是從出生到死亡的衰老過(guò)程。

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維護(hù)一件現(xiàn)成的作品,總比從無(wú)到有創(chuàng)造新的作品來(lái)得容易吧?所以大自然的這項(xiàng)工作似乎有“虎頭蛇尾 ”之嫌。進(jìn)化生物學(xué)家是不相信大自然做事會(huì)如此毛糙的,所以他們要想方設(shè)法解釋?zhuān)ダ犀F(xiàn)象應(yīng)該有其合理的一面。

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從生理上講,衰老是一個(gè)器官老化的過(guò)程。人的器官用久了總要老化,就像機(jī)器用久了,零部件要磨損一 樣。至于器官為什么會(huì)老化,可以從更微觀的層面得到解釋?zhuān)浩鞴俚睦匣瘜?shí)際上是各種無(wú)法修復(fù)的分子和細(xì)胞損傷長(zhǎng)期累積的結(jié)果。比如說(shuō),我們的細(xì)胞每時(shí)每刻都在遭受破壞--DNA突變、蛋白質(zhì)受損、細(xì)胞膜氧化等等。當(dāng)我們衰老的時(shí)候,身上的很多器官已經(jīng)“傷痕累累”了。

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于是,有人從進(jìn)化的角度提出一個(gè)問(wèn)題:人類(lèi)的細(xì)胞為什么一定要衰老?為什么沒(méi)有進(jìn)化出永葆青春的本領(lǐng)來(lái)呢?假如我們能夠永遠(yuǎn)活著,“你好我好大家好”,大自然母親就沒(méi)必要白手起家創(chuàng)造新的生命了, 這從經(jīng)濟(jì)的角度看,豈不是更劃算嗎?生物一定要衰老,一定要?dú)缱约海孀屓朔艘乃肌?/p>

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2、生殖細(xì)胞可以永生

其實(shí)前面的問(wèn)題提的不是十分確切,因?yàn)椴⒎俏覀兩砩纤械募?xì)胞都必定會(huì)衰老。比如說(shuō),即便在死之后,也有極少數(shù)細(xì)胞依然活著一—前提是你必須有孩子。每存活一個(gè)孩子,實(shí)際上你就有一個(gè)細(xì)胞(精子或者卵細(xì)胞)逃脫了死亡的命運(yùn)。只要你的孩子再生孩子,香火不斷,那你的這些細(xì)胞就獲得了某種形式上的永生。

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假如你是男性,那么你身上攜帶Y染色體的精子跟你100代之前的父系祖先或者100代之后的子孫攜帶Y染色體的精子,在不考慮基因突變的情況下,是完全一樣的。即使考慮基因突變,Y染色體上的重要基因也都保留了下來(lái)。從某種意義上說(shuō),這個(gè)精子其實(shí)已經(jīng)獲得了永生。

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不過(guò),對(duì)于大量的體細(xì)胞(非生殖細(xì)胞),不管愿意與否,它們的命運(yùn)卻注定要跟著我們一起完蛋。當(dāng)我們咽下最后一口氣的時(shí)候,我們身上大多數(shù)體細(xì)胞依然還會(huì)存活好幾分鐘。在這期間,它們會(huì)想方設(shè)法從周?chē)@得氧氣,當(dāng)這點(diǎn)殘留的氧氣用完了,它們也就因缺氧而無(wú)可奈何地告別這個(gè)世界了。

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如此看來(lái),一個(gè)更確切的提法是:為什么進(jìn)化沒(méi)有讓我們所有的體細(xì)胞都像精子和卯細(xì)胞那樣,有機(jī)會(huì)永生呢?

其實(shí),不僅我們身上的某些生殖細(xì)胞能獲得永生的機(jī)會(huì),自然界中一些有著無(wú)性生殖本領(lǐng)的生物也能永葆青春。

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比方說(shuō),淡水水螅就具有超強(qiáng)的生存能力。它們不會(huì)衰老,隨著年齡的增大,死亡率不會(huì)升高,繁殖能力也不會(huì)下降。即使身體被切成幾段,它們也可以從一小段身體開(kāi)始,重新長(zhǎng)出完整的身體來(lái)。

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水螅能夠永葆青春的奧秘在于:它身上的每一個(gè)細(xì)胞既是體細(xì)胞,也是生殖細(xì)胞。而對(duì)于我們大多數(shù)高等動(dòng)物,細(xì)胞的生殖功能和日常的生理功能是完全分開(kāi)的。在長(zhǎng)期的進(jìn)化中,我們已經(jīng)分化出了許多專(zhuān)職細(xì)胞,如神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞等等。這種分工使我們的生存獲得了巨大的優(yōu)勢(shì)。今天我們之所以能以高等動(dòng)物的目光,傲視水螅這種低等生物,理由也就在這里。

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高級(jí)動(dòng)物的生殖細(xì)胞能夠永生,低級(jí)動(dòng)物身上具有生殖功能的體細(xì)胞也具有永生的本領(lǐng)。從現(xiàn)象上看,只有那些具有生殖功能的細(xì)胞才有永葆青春的權(quán)利。而在高級(jí)動(dòng)物身上,由于細(xì)胞的分工,體細(xì)胞已經(jīng)喪失了生殖功能,于是它們?cè)僖才c永生無(wú)緣了。人的軀體絕大部分是由體細(xì)胞組成的,所以我們的衰老和死亡 也就不可避免了。

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3. 繁殖、保養(yǎng)不能兩全

從生物體能量分配的角度看,衰老也是生物不可避免的過(guò)程。

生物體每天都要攝入一定的能量。這些能量一部分用于生長(zhǎng),一部分用于體力和腦力勞動(dòng)輸出,一部分用于繁殖,還有一部分用于機(jī)體的維護(hù),也就是希望自己延年益壽。

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本來(lái)軀體是不應(yīng)該衰老和死亡的,它在生命的每一個(gè)階段,都會(huì)盡最大的努力活下去,然而,在生存競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)大壓力下,為了保證物種的繁衍,生物體在分配能量時(shí),首先必須考慮生長(zhǎng)和繁殖,而非構(gòu)建一具永生的軀體。

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比方說(shuō),家鼠的壽命最高可達(dá)4年之久,但野鼠畿活過(guò)1年就屬萬(wàn)幸,因?yàn)楹笳呱嬖诜浅kU(xiǎn)惡的環(huán)境中。 從物種繁衍的角度看,假如一只野鼠放棄繁衍,而把精力和能量全部用于“保養(yǎng)”自己的身體,那是非常不明智的行為!因?yàn)樗词埂氨pB(yǎng)”得再好(理論上說(shuō),它就能活得更長(zhǎng)久),但到不了1年,可能就會(huì)遇到天敵被吃掉。一一天敵可不會(huì)因你致力于永生,志存高遠(yuǎn),就放過(guò)你這個(gè)美食。

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所以,為了不讓自己絕種,野鼠在這短短的1年內(nèi),首要任務(wù)是盡快“找對(duì)象、結(jié)婚、生孩子”。而家鼠呢?它們的生存環(huán)境稍微好一些,生孩子的任務(wù)不那么緊迫,它就會(huì)活得從容許多,在養(yǎng)育孩子的同時(shí), 也會(huì)懂得適當(dāng)?shù)卣疹欁约?,這樣一來(lái),它就比同齡的野鼠衰老得慢了。

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總而言之,生物的身體必須在繁殖和機(jī)體的維護(hù)之間做出取舍。如果能量供應(yīng)有限,機(jī)體只能在體細(xì)胞的維護(hù)方面減少投入,把更多的能量用于制造和保護(hù)生殖細(xì)胞(精子或者卵子),這樣一來(lái),隨著時(shí)間的流逝,體細(xì)胞受到的損害越來(lái)越多,最終導(dǎo)致某些器官發(fā)生病變,衰老和死亡就不可避免了。而生殖細(xì)胞因?yàn)槿魏螘r(shí)候都能優(yōu)先得到“保養(yǎng)”,所以就不會(huì)衰老了。這也解釋了為什么具有生殖功能的細(xì)胞才會(huì)“長(zhǎng)生不老”這一現(xiàn)象。

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從許多生物身上,我們都可以看到能量分配對(duì)生物衰老的影響。比如,科學(xué)家在線(xiàn)蟲(chóng)、果蠅和小鼠身上發(fā)現(xiàn)了一種“長(zhǎng)壽基因”。有了這種基因,生物的壽命可延長(zhǎng)40%左右?!伴L(zhǎng)壽基因”之所以能夠發(fā)揮延年益壽的作用,就在于它能夠調(diào)動(dòng)一系列生理活動(dòng),加強(qiáng)生物體細(xì)胞的維護(hù)和修復(fù)功能。

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另外,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),讓小鼠、恒河猴等動(dòng)物處于半饑半飽狀態(tài),竟然能夠延長(zhǎng)它們的壽命(詳見(jiàn)我刊2009年9期《想長(zhǎng)壽嗎?挨點(diǎn)餓吧》一文)。這一發(fā)現(xiàn)用別的理論不好解釋?zhuān)媚壳斑@個(gè)能量分配的新觀點(diǎn)是不難解釋的:因?yàn)樵跀z食量減少的條件下,動(dòng)物的繁殖能力極大地下降了(眾所周知,饑荒是不利于生育的);把這一部分能量“預(yù)算”用于機(jī)體維護(hù),動(dòng)物的壽命自然就會(huì)延長(zhǎng)了。動(dòng)物壽命為什么千差萬(wàn)別 ?

這個(gè)觀點(diǎn)甚至可以用來(lái)解答不同物種壽命千差萬(wàn)別的現(xiàn)象。

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我們知道,自然界中不同物種的壽命差別非常懸殊:蜉蝣的壽命只有短短的1天,而有些鯨類(lèi)卻能活到200 歲以上。為什么會(huì)有這種差別呢?我們一般會(huì)回答說(shuō),這是它們的壽命基因決定的。但是假如我們?cè)賳?wèn)一 句:為什么它們的“壽命基因”會(huì)如此不同?這個(gè)問(wèn)題就不好回答了。

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前面提到,衰老的一個(gè)重要原因,是物種在身體“保養(yǎng)”或者說(shuō)器官“維修”方面投入不足,因?yàn)樯场B(yǎng)育后代等活動(dòng)占用了大量的能量。但物種在“保養(yǎng)”和“繁殖”之間能量的投資比例怎樣,又是由生存環(huán)境的險(xiǎn)惡程度決定的。野鼠因?yàn)樯姝h(huán)境惡劣,繁殖就成了它的第一要旨;而家鼠生存環(huán)境稍好一些,它就可以在自身“保養(yǎng)”上多投入一些。

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這樣一來(lái),一個(gè)物種的自然壽命,就在長(zhǎng)期的自然選擇中漸漸形成了。像鼠類(lèi),因?yàn)樘鞌扯?,作為種群要想長(zhǎng)久地生存下去,每個(gè)鼠類(lèi)個(gè)體就必須在繁殖后代上大量投入,而不在意保養(yǎng)自身,于是在大自然的“生死簿”里,它們的自然壽命很短。其實(shí)即使一部分鼠類(lèi)突然進(jìn)化出了長(zhǎng)壽基因,它們恐怕也無(wú)福享受,因?yàn)榄h(huán)境很惡劣,它們還沒(méi)有頤養(yǎng)天年就被天敵吃掉了,要長(zhǎng)壽基因有什么用處呢?

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