高齡父親的優(yōu)缺點

袁越

2015年3月，美國宇航員斯考特？凱利（Scott Kelly）順利地進入了國際空間站，執(zhí)行為期一年的駐站計劃。出發(fā)前，凱利靈機一動，建議美國航空航天局（NASA）開展一項研究，看看如此漫長的太空生活究竟會對宇航員的身體產(chǎn)生怎樣的影響。

這類研究此前做過不少，可惜因為沒有對照組，得出的結(jié)論并不可靠。但斯考特有位同卵雙胞胎兄弟馬克，兩人生活軌跡相近，身體狀況也差不多，甚至馬克以前也曾做過NASA的宇航員，正好可以作為斯考特的對照。

NASA同意了這項建議，并委托幾家科研機構(gòu)共同參與。斯考特在出發(fā)前后，以及飛行過程中收集了他自己的血液、尿液和糞便的樣本，研究人員同時對馬克也這么做。之后，科學家們對這些樣本進行了細致的分析，并將研究結(jié)果寫成論文，發(fā)表在2019年4月12日出版的《科學》（Science）雜志上。

這篇論文顯示，除了一些容易理解的微小生理差別外，最讓人好奇的變化發(fā)生在斯考特的基因組里，他的血液白細胞的端粒在太空飛行的過程中居然變長了！

顧名思義，端粒（Telomere）指的是染色體末端的一小段DNA，它本身不攜帶任何有用的信息，唯一的功能就是為DNA合成酶提供一個“抓手”，保護染色體不受損傷。原來，DNA合成酶是染色體復制時必須用到的酶，這個酶在工作時必須有個“抓手”，這部分DNA是無法復制到下一代中去的，所以每次復制完成后都會有一小段DNA被丟掉。如果沒有端粒的保護，染色體上攜帶的有用信息就會逐漸丟失，這當然是不行的。

曾經(jīng)有人把染色體比作鞋帶，把端粒比作鞋帶一端的那個塑料帶扣，一旦帶扣壞掉了，鞋帶就會松開。同理，一旦端粒消失，染色體就無法完整地被復制，這個細胞也就沒有辦法再分裂了。

正是因為這個原因，普通真核細胞的分裂次數(shù)是有上限的，這在生物學里被稱為海佛烈克極限（Hayflick Limit）。生殖細胞和干細胞之所以能夠打破這個限制，原因在于這些細胞里含有端粒酶（Telomerase），能夠把缺失的端粒補齊。

細胞分裂是有機體自我更新的重要手段，如果所有細胞停止分裂，生命就會無可挽回地走向死亡，所以在通常情況下，端粒越長越好。目前科學家們尚無法判斷宇航員斯考特的端粒為什么會變長，有人猜是因為太空輻射的原因，更多人則相信這是因為斯考特在太空期間一直堅持鍛煉，飲食也更節(jié)制，所以端粒變長也許是他身體狀況變好的一個標志。事實上，當斯考特回到地球之后不久，他的端粒就開始迅速縮短，兩個月后就和自己的雙胞胎兄弟一樣了。

既然端粒越長越好，那么有沒有辦法讓自己的孩子從一開始就擁有較長的端粒呢？答案是肯定的。已知細胞每分裂一次，端粒都會變短一點。女人的卵子早在她出生后不久就都準備好了，所以卵子的端粒長度基本上不會再有變化了。但男性的精母細胞一直在分裂，所以此前有人認為年紀越大的男人，精子的端粒應(yīng)該越短。按照這個邏輯，一位母親如果想讓自己的孩子贏在起跑線上，就應(yīng)該找個年輕的丈夫。

事實真相到底是怎樣的呢？美國華盛頓大學的人類學家丹？艾森伯格（Dan Eisenberg）決定研究一下這個問題。他找到了將近3000個祖父母輩的志愿者，測量了他們，以及他們子孫的端粒長度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)生孩子時年紀越大的父親，孩子的端粒反而越長。

艾森伯格應(yīng)邀參加了今年在美國俄亥俄州召開的美國體質(zhì)人類學年會，并將這一結(jié)果匯報給了與會的同行們。按照他的解釋，這個看似不合理的結(jié)果其實是符合進化論的。要知道，原始社會的生存環(huán)境非常嚴酷，多數(shù)人年紀輕輕就死了。如果一個男人成功地活到了很大的歲數(shù)，甚至還能生小孩，那就說明他所處的環(huán)境非常適合人類生存，或者說明他本人的生存能力極強，基因優(yōu)秀。這樣的父親顯然更有優(yōu)勢，于是大自然把他的這個優(yōu)勢以端粒的形式遺傳給了他的孩子，讓他的孩子從小就獲得了比其他孩子更長的端粒。

這個邏輯和那個宇航員的邏輯是一樣的，即端粒長度是身體健康狀況的指標。

不過，與會者紛紛表示，這只是個初步的結(jié)果，其真實的含義還有待進一步研究。事實上，此前已有多項研究表明父親年紀越大，生出來的孩子患遺傳病的可能性就越高，因為基因突變來自DNA復制差錯，而男人的精母細胞一直在不停地分裂，因此來自父親一方的DNA的突變率明顯高于母親的DNA。

一項基于1.4萬冰島人的遺傳學研究顯示，來自父親一方的基因突變數(shù)是母親一方的4倍！準確地說，父親的精子每過8個月就會多一個新的基因突變，母親的這個數(shù)字是3年。這樣算下來，如果父母雙方都是30歲的話，那么兩人生下的孩子會從母親那里繼承11個新的基因突變，從父親那里繼承45個新的基因突變。雖說大部分這類基因突變都是無害突變，但總會有一小部分突變是有害的。這就是為什么年紀大的父親生下的孩子患自閉癥和精神分裂癥的概率要高一些，因為這兩種病的病因都和基因突變有點關(guān)系。

不過，大家也不必談虎色變?；蛲蛔儗τ趥€人來說也許是個壞消息，但對于人類整體來說卻是個好消息，因為基因突變是生物進化的源泉。如果沒有基因突變，我們現(xiàn)在還是微生物呢。也許正是因為年紀大的父親生的孩子比較多，大自然允許他們冒幾次險，人類就是這樣一點一點地發(fā)生變化，最終進化成了今天這個樣子。