对“主流衰老说”的各种挑战

对“主流衰老说”的各种挑战

20世纪90年代,沃尔特·隆格还是美国加利福尼亚洛杉矶分校的一名研究生,他在自然界广泛分布的单细胞真菌——“酵母菌”中,发现了一个很有意思的现象。

一些酵母细胞通过出芽的方式进行繁殖,当芽细胞长到一定程度时,就会脱落成为新的个体。酵母细胞繁殖的频率高达每小时两次。一旦从环境中得到丰富的营养,它们就会疯长。它们在熟透的果实中迅速繁殖,使成熟的苹果胶化,最后变成果脯。当周围环境中的糖用完时,大部分酵母细胞会饿死,少部分形成孢子,等待下一次快速繁殖的机会。

隆格发现,在食物短缺期,细胞并不会饿着等死,而会提前采取行动:一旦发现食物短缺,95%的酵母菌会通过细胞凋亡程序牺牲自己。它们分解躯体,消化自身的蛋白质,把自己变成兄弟姐妹的食物。它们提供的能量让剩余5%的细胞得以形成孢子,获得更好的保护,并有机会开启新生命。

这是大自然十分古老的一种“自杀机制”,个体的自我牺牲是因为对群体的健康有好处。美国理论生物学家、宾夕法尼亚大学博士约什·米特尔多夫和科普作家、生态哲学家多利安·萨根认为,理解了这一过程,就对衰老的本质有所把握了。

米特尔多夫与萨根在他们合著的Cracking the Aging Code(《破解衰老密码》)一书中,提出了一种有关衰老与演化的全新的阐释,并引发了有关衰老和死亡对于生命意义的重新思考。

他们用了大量生命的案例来显示,到了一定时限,有的生物会随即衰老,一个接一个以“自杀”的方式死去。只为说明,衰老虽然不利于个体的健康长寿,但在整个进化史上具有重要的作用。

他们解释,衰老维持了不同时期的死亡率的稳定,通过使种群数量在一定范围内波动,不仅维持了生态系统的稳定,也使得物种得以持续发展,避免走向崩溃与灭绝。因为,不受约束的生态系统往往是“失控”的。

通过降低繁殖能力或缩短寿命,都能限制种群数量,但自然选择更偏向于选择缩短寿命,而不是降低繁殖能力。因为保持相对较高的繁殖能力另有好处,能为种群带来多样性和可演化性,有助于保持种群的新老更迭,为物种提供更多的进化方向。

5亿年前就有的衰老进化,维持了种群内部的世代更替,个体出生、死亡,但群落会继续存在,这是生命的循环。因此,衰老是生物受基因控制的主动行为,并非演化过程中的一个巨大的瑕疵。

有评论认为,米特尔多夫和萨根的想法是具有“挑衅性”的。目前,主流的观点是,衰老是基因的多效性在生物繁衍过程中产生的副作用。

这种说法指的是,大多数基因起作用的方式不止一种,一个基因能影响许多性状,一个基因既能产生正面效果,也能产生负面效果。有一类基因的特点就是如此,年轻时有利于繁殖,年老时不利于长寿。在这种情况下,自然选择只有两条路,要么彻底放弃这个基因带来的好处,要么妥协权衡。最终,自然选择倾向于选择提高生命早期的繁殖能力实现自我复制,从而导致衰老的出现。

现在,已知的和衰老相关的基因就有数百个,但这个理论并不能做到天衣无缝。米特尔多夫和萨根积累的证据显示,科学家发现的许多衰老基因与繁殖能力是无关的,它们只是衰老基因,并没有为个体提供好处。而且,他们还找到很多实验证实,有些物种中越是长寿的,繁殖力反而越强。

不仅如此,米特尔多夫和萨根还对其他两种也受到支持的衰老理论——“基因突变积累假说”“一次性体细胞理论”进行了反驳。

衰老科学研究是一个非常活跃的研究领域,人类对于衰老原理的探索几乎已经涉及了生命科学的所有层次,然而,衰老的本质却仍是一个悬而未决的问题,现有的衰老理论也都并不完善,它还带着科学家许多的困惑。因此,米特尔多夫和萨根的阐释尽管不是一种被广泛接受的主流观点,但至少提供了新的思索方向。

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