解開長壽動物的長壽秘密

桃寶

“明小蛤”有著臟兮兮的棕色外殼，上面還有斑駁的棕灰色斑點，這樣的外表實在不怎么吸引人。但它卻是人類已知最長壽的動物，2006年科學家把它從冰島海床上摘下來時，它已經507歲了。

2016年8月，研究者認定格陵蘭一只五米長的雌性鯊魚已經392歲了，是世界上最長壽的脊椎動物，而一只211歲的弓頭鯨則是世界上最長壽的哺乳動物。

人類在諸多領域獨領風騷，唯獨壽命不及其他動物，所以才會對比自己長壽的動物著迷不已。一些極端的例子不禁讓生物學家疑問，為什么生物體會變老直至死亡？為什么有些物種能活幾個世紀，而有些物種的壽命只有幾個月、幾星期，甚至幾天？

一些研究者希望通過了解動物長壽的秘訣，增強對這些動物和人類自身的理解，而其他人則認為這類研究可以幫助人類找到延年益壽的關鍵。

507歲的“明小蛤”是人類已知最長壽的動物

能量代謝和壽命

2013年有關“明小蛤”的發(fā)現立即引發(fā)猜想，“明小蛤”的長壽秘訣也許就在于低氧消耗。

有關動物生命周期的猜想多種多樣，其中最深入人心的就是生命周期和新陳代謝率的關系。如果動物像馬力全開的機器一樣不停工作，就會逐漸損害身體，早早結束生命。

二十世紀初，德國生理學家馬克思·盧訥（Max Rubner）研究了豚鼠、貓、狗、牛、馬和人類的能量代謝率和生命周期間的關系。他發(fā)現，體型較大的動物能量代謝率更慢，而且壽命更長，于是他得出結論，能量代謝越快，壽命越短。

美國生物學家雷蒙德·佩爾（Raymond Pearl）研究了饑餓、溫度變化、遺傳對果蠅和哈密瓜幼苗壽命的影響，進一步提出了這一結論。“能量消耗率和生命周期成反比。”他在著作《生長率》（The Rate of Living）中寫道。

1954年，加州大學伯克利分校研究人員丹漢姆·哈曼（Denham Harman）博士提出，衰老是由自由基對細胞的損害累計造成的。新陳代謝過程中，自由基不斷地生成，而活躍的自由基可以通過和電子相結合的方式破壞細胞分子化學式。

動物體型和壽命

雖然大型哺乳動物新陳代謝慢，壽命長，但生長率理論已經被推翻了。因為研究者指出，很多鳥類和蝙蝠的壽命遠超越了其新陳代謝率的對應值，而且有袋類動物相比有胎盤哺乳動物，不僅新陳代謝率低，而且壽命更短。

英國阿伯丁大學的約翰·斯皮克曼（John Speakman）指出，雖然新陳代謝慢的動物壽命更長，但兩者間不一定有因果關系。

“所有證明生長率理論的證據都有一個致命的缺陷，”斯皮克曼說：“這些證據的基礎是針對不同體型動物的研究結果?！?/p>

2005年，斯皮克曼研究了當體型一樣時，新陳代謝率偏高的動物壽命是否偏短。“一旦剔除體型的影響，新陳代謝率和壽命幾乎沒有關系。”斯皮克曼說。

自由基和壽命

動物氧氣消耗量越大，自由基的損害作用越大，因此衰老速度越快——這種觀點早已過時。

自由基量越少，壽命越長，這種現象被稱為“解偶生存”假設。2004年斯皮克曼經過測驗，進一步證明了這一假設。

決定動物壽命長短更直接的因素是其體型大小，2007年英國利物浦大學的喬·佩德羅·瑪咖拉（Jo?o Pedro Magalh?es）研究了1400多種哺乳動物、鳥類、兩棲動物和爬行動物的體重和已知最長壽命。

瑪咖拉發(fā)現動物的壽命和體重的相關程度63%，單就哺乳動物而言，相關程度高達66%。蝙蝠雖然體重輕，但壽命長，因此瑪咖拉把蝙蝠的數據排除在外，結果發(fā)現這一相關程度達到了76%，其中鳥類79%，爬行動物59%。

瑪咖拉認為，動物的壽命歸根結底還是和進化和生態(tài)因素有關。

“體型是生存機會的決定因素，”瑪咖拉說：“體型小的動物捕食者更多，因此如果要把基因傳下去，必須長得快些，繁殖早些。像大象和鯨魚這種大型動物被捕食者吃掉的可能性更小，因此進化和早孕壓力小?！?h3>環(huán)境和壓力的影響

如果體型通過影響被捕食的概率從而影響壽命，那么生活在不同環(huán)境中的同一物種壽命長短也會有所不同。

上世紀八十年代末，生物學家斯蒂芬·奧斯達德（Steven Austad）對成年雌性負鼠展開研究，以驗證這一觀點。他在美國喬治亞洲薩佩洛島上抓了34只負鼠，給每只都戴上了無線電項圈，又在美國南卡羅來納州埃特肯周圍的陸地上抓了47只負鼠。陸地上的負鼠常常受到野狗和短尾貓的侵擾，而島上的負鼠則不受捕獵者威脅。

奧斯達德發(fā)現島上的負鼠平均壽命比陸地上的負鼠長了四個半月，而且島上的負鼠每次生育的幼崽數量更少，生育更晚，妊娠期更長。

奧斯達德考慮到了氣候、病原體和飲食的影響，但得出結論，島上負鼠壽命更長，很有可能是因為選擇壓力不同，從而導致遺傳變異。

很多因素表面上影響了動物的壽命，但歸根結底都和體型和生存機會有關。比如很多動物的大腦容量、眼球大小和最長壽命有關，尤其是靈長類動物，“隨著體型變化，很多因素都會發(fā)生變化，從而形成和壽命有關的假象?！彼蛊た寺f。

科學界普遍認同體型影響被捕殺可能性，從而影響壽命，但這一論斷仍然沒有回答一些關鍵問題。

斯皮克曼說：“進化的解釋可能引發(fā)道德危機，如果解決了這個問題，那么下一個問題就是：真正保護人體的機制是什么？”

為了尋找答案，2010年奧斯達德把研究對象定為一群長壽的動物，他們之中的族長已經969歲了。奧斯達德認為，“明小蛤”、格陵蘭鯊魚和弓頭鯨如此長壽，和低溫生長環(huán)境是分不開的。

“大多數長壽的動物不是體溫低，就是生活在低溫環(huán)境中，”奧斯達德指出，活性氧的產出、DNA修復和基因轉寫在低溫環(huán)境中進行得慢一些。

基因和癌癥

近年來DNA序列技術發(fā)展迅速，成本低廉，為科學家研究基因對壽命的影響提供了重要線索。

2013年，瑪咖拉和同事李陽（Yang Li）對比了不同壽命和相同壽命的哺乳動物的基因組，結果發(fā)現壽命更長的動物體內應對DNA損害和蛋白質回收的基因進化得更快。

瑪咖拉和其他人在收集證明基因和壽命關系的數據過程中，發(fā)現壽命長的動物往往DNA修復能力更強?；蚺判蚣夹g也幫助科學家解決了上世紀七十年代遺留下來的生物問題——為什么長壽的大型動物往往癌癥發(fā)病率低？

2015年，猶他大學研究人員約書亞·施弗曼（Joshua Schiffman）計算得出人類的癌癥致命率高達11-25%，但大象的癌癥致命率只有5%。后續(xù)測驗發(fā)現，大象并不是很擅長修復損壞的DNA。于是施弗曼得出結論，大象之所以能夠抗擊癌癥，是因為擅長殺害潛在的癌細胞，及時阻止它們演變?yōu)槟[瘤。

“我的假設是，DNA修復能力不是最關鍵的，關鍵的是細胞如何回應損壞DNA，”瑪咖拉說：“DNA損壞程度相同時，大象的細胞會被殺死，或停止擴散，但是老鼠的細胞就不一定了?！?/p>

“壽命短的動物不會浪費寶貴的能量在對抗很多年才會染上的疾病上，那是不符合進化原理的，”奧斯達德說：“這就好像花1000美元買了塊廉價表一樣?！?/p>

利用比較生物學理解衰老的科學家擁有幾十種哺乳動物的基因數據，隨著數據庫的不斷擴大，科學家將發(fā)現更多有關基因與壽命關系的證據。

“人本身就很長壽，但我們并沒有意識到這點，”瑪咖拉說：“為更多物種進行基因排序能夠幫助我們回答更多未知的問題。”

瑪咖拉相信，理解長壽的物種如何抵御疾病能夠幫助人類延年益壽?！拔覀兡懿荒軓穆泯B鼠和弓頭鯨這類動物身上學到對抗癌癥的方法？”他回答道：“我覺得能，但我們還要付出很多努力?！?