李卓思
你有沒有過這樣的經(jīng)歷?家中寵物總是“英年早逝”,蛐蛐活不過一個冬天,倉鼠壽命只有兩年,貓狗雖年月稍長,也不過相伴十?dāng)?shù)年時光。但你大可不必過度悲傷,實在難以接受,或許你可以養(yǎng)一只龍蝦——它個子雖小,命卻很長。
龍蝦是一種神奇的生物,它可以通過不斷蛻殼和組織更新獲得超長壽命。如果不是被送上餐桌,它們甚至能活一百多歲。你或許想問,既然可以不斷蛻殼和組織更新,為何龍蝦不能永生?
其實再頑強的生命也抵不過衰老,至少目前我們還沒有發(fā)現(xiàn)有什么物種能真正永生。
活到140歲的“海鰲蝦”
生物學(xué)中,“龍蝦”特指以澳洲龍蝦為代表的龍蝦科(Spinylobster)。該科普遍肉質(zhì)鮮美,口感佳,是貴重海產(chǎn)。它與我們?nèi)粘Kf的龍蝦其實不同,我們常說的那種龍蝦應(yīng)該是另一種名貴海鮮——以波士頓龍蝦為代表的海鰲蝦(lobster)科。
這兩種“龍蝦”是近親,外貌也不乏相似之處。但兩者有個最大的區(qū)別就是:海鰲蝦科有兩只碩大的鰲;而龍蝦科則長有粗壯的觸角,且周身多刺。
它們的壽命都很長。龍蝦年齡普遍可達20歲左右,海鰲蝦則可以輕松超過一百歲。今天,我們要說的正是這“老壽星”海鰲蝦(后文“龍蝦”均指海鰲蝦)。
大部分龍蝦在被送上餐桌時,只有不到1斤重,年齡4到18個月。雖然比起十幾克重的普通大蝦,它們已算是龐然大物,但若能有幸躲過人類和其他掠食者,在海底頤養(yǎng)天年,它們可以長到令人恐慌的尺寸。
據(jù)吉尼斯世界紀(jì)錄,迄今發(fā)現(xiàn)的最重龍蝦達20.14千克,全長1.06米(從尾部到大螯尖端),1977年曾被捕獲于加拿大外海。它是目前發(fā)現(xiàn)的最重的海生甲殼類。
目前,人類捕獲的最老龍蝦據(jù)估算已有140歲高齡。而長壽龍蝦的第一個特征便是身形龐大,因為其體型不受限制,一生都在持續(xù)長大,活得越久就越大。這和人類很不一樣。
時不時就“里外大翻新”
這種持續(xù)生長的特性,在生物學(xué)上叫做“無限生長”。這本來在海生甲殼類動物中并不鮮見。但龍蝦們是怎么做到的呢?關(guān)鍵就在于:蛻殼。
龍蝦表面覆蓋著一層石灰質(zhì)硬殼,為了讓自己體型變大,它們會將舊殼脫掉,讓里面生長的新殼暴露出來。新殼在蛻殼初期尚未完全硬化,有一定延展性,因此能比舊殼擁有更大的空間,讓龍蝦實現(xiàn)體型增長。
蛻殼是龍蝦唯一的身體成長過程,從幼年期一直持續(xù)到臨近死亡,反復(fù)進行。只不過,蛻殼頻率會隨著年齡增長而降低,從一年數(shù)次減少到一兩年一次。
水溫、棲息地環(huán)境、品種等因素都對龍蝦蛻殼頻率有影響。一般來說,寒冷地區(qū)的龍蝦蛻殼頻率較低,這意味著它們的新陳代謝速率也低。因此,在寒冷水域生息的波士頓龍蝦,比溫暖地區(qū)的澳洲龍蝦壽命更長。
更妙的是,蛻殼對于龍蝦而言不僅僅是身體長大,還是一個去舊迎新的過程。隨外殼一同蛻去的,還有大部分的消化道。這讓龍蝦的身體能時常保有大量健康細胞。每隔幾個月就來一次里外大翻新,這身體能不健康嗎?
至于消化道為什么會和外殼一起蛻去,我們可以這樣理解:如果把龍蝦身體簡化為一根水管,把嘴想象為進水口,肛門想象為出水口,忽略其腹足和鰲等復(fù)雜形狀,就會發(fā)現(xiàn),它的消化道和身體表面分別構(gòu)成了水管的內(nèi)外表面。
那么,蛻皮過程中消化道也一起更新,就不足為奇了。
無限生長全憑細胞中的小秘密
龍蝦能夠不斷蛻皮再生的背后,是否存在著更深層的生物學(xué)原理呢?答案是肯定的。
如果將龍蝦切片放在顯微鏡下,我們就會看到:這個秘密藏在它的細胞核里。
所有生物的細胞核中,都有數(shù)量不等的染色體,染色體上有一個被稱為“端?!钡奶厥獠糠郑鼈兿衩弊右粯痈街谌旧w末端。每次細胞分裂時,端粒都會縮短一點點,當(dāng)端粒完全消失,細胞也就停止分裂,這意味著生物體將面臨死亡的宿命。
這種有限的細胞增殖能力,被稱為“海夫利克極限”,由美國微生物學(xué)家海夫利克在1965年提出。該理論認(rèn)為,人類體細胞的分裂次數(shù)存在極限,在分裂56次后就會因自產(chǎn)毒素而消亡,人也就衰老死亡。表現(xiàn)在端粒上,即端粒逐漸消失的過程,就是人逐漸走向死亡的過程。
那么,延長端粒的長度,是不是就可以阻止死亡呢?一定程度上確實如此。
在哺乳動物的胚胎時期,或者在某些干細胞中,存在著端粒酶,這些酶可以幫助恢復(fù)端粒的長度,從而維持細胞的增殖能力并防止衰老。
龍蝦長壽,正是得益于其身體的絕大部分組織都存在端粒酶。而人類的大多數(shù)體細胞(除了某些干細胞和腫瘤細胞)中都缺乏有活性的端粒酶,因此就沒辦法“永葆青春”。
活躍的端粒酶以及定期的蛻皮更新,讓龍蝦衰老非常緩慢。即使在高齡時蛻皮頻率已極端低下,亦能實現(xiàn)腹足的局部再生。
“身懷絕技”也抵不過衰老
既然龍蝦有“常換常新”的身體絕技,但它真的就可以永生了嗎?答案是否定的。
以上提到的龍蝦蛻皮,并非全身細胞都得到了更新。因為“水管”的表面并不是水管的全部,龍蝦還有很多重要臟器無法更新,比如它的心臟和大腦,仍會隨著年齡的增長而衰老。
此外,逐漸變大的體型,也是龍蝦的一個重要死因。因為每次脫殼都要代謝能量,體型越大,需要的能量就越大。10%至15%的龍蝦會在脫殼過程中因種種原因而死亡,其中包括能量耗盡、過分虛弱無法反抗獵食者、蛻皮不全等。
不過,話說回來,就算每只龍蝦最終都無法逃脫衰老死亡的宿命,以如此小的體型,達到如此長的壽命,龍蝦已可以說很不尋常了。
除了龍蝦,常見的螃蟹、蛤蜊、小龍蝦等甲殼類生物組織內(nèi)也都存在高活性的端粒酶,因此,它們也大多具有較長的壽命。其中,大洋蛤的壽命可高達500年。魚類中也有一些品種,具有相似的持續(xù)生長的能力。
但值得一提的是,即使細胞內(nèi)含有大量端粒酶,也并不一定意味著物種長壽。在相當(dāng)多的短壽命的水生物種體內(nèi),科學(xué)家也檢測到大量端粒酶。因此有人提出,低等生物的端粒酶可能與組織再生有關(guān),但與壽命無關(guān)。
科技最終能夠讓人類永生嗎?
盡管自然界中沒有真正意義上的永生物種,不過在實驗室中,卻是另一種情況了。
在一些人為干預(yù)條件下,單細胞生物如細菌、酵母、干細胞和腫瘤細胞等,確實可以擁有“無限繁殖”的能力。例如大名鼎鼎的“海拉細胞”(一位美國婦女的宮頸癌細胞,被醫(yī)生取下來用于科研),就是無限增殖的典型案例。
那么,人類未來可以實現(xiàn)永生嗎?
仰賴于科學(xué)技術(shù)的進步,人類的平均壽命在上個世紀(jì)內(nèi)幾乎提高了一倍。然而,人類的衰老機制非常復(fù)雜,除了細胞繁殖能力的逐漸減弱以外,基因組的不穩(wěn)定、干細胞耗竭、情緒環(huán)境的改變等等,都會導(dǎo)致衰老。
現(xiàn)代科學(xué)也設(shè)想了一些方法:如限制熱量飲食、輸入年輕的血液(向血液中注射特殊的活性物質(zhì))、移植具有再生能力的干細胞、攝入具有延緩衰老的藥物以及激活體內(nèi)失活的端粒酶等等,來幫助人體抗衰老并延長壽命。
然而不管哪種方法手段,都還沒有真正進入到臨床階段。
或許不久的未來,人類真的能通過科學(xué)的干預(yù)手段來突破人的預(yù)期壽命。但你真的希望活成龍蝦?