據《新科學家》3日報導,一隻成年蜉蝣只能存活一天,一種被稱為侏儒蝦虎魚的小魚平均壽命只有8周。然而,一些海膽壽命可長達200年,一頭北極露脊鯨活了211年後依然“身板很硬朗”。為什麼不同動物的壽命會存在如此大的差異呢?如果科學家能揭開這個謎底,將有助於人類延長壽命。
長得快,死得早?
其中一個解釋可概括成一句俗語“長得快,死得早”。
小型動物比大型動物的新陳代謝速度快,壽命也相對較短。這明顯與自由基的數量有關,新陳代謝速度越快,產生的自由基就越多。“長得快,死得早”這一揭示生長速度與壽命之間關係的觀點得到了相關研究的支持,也就是說,儘管生物大小不一,但相同數量的組織在一生中消耗的能量幾乎是相同的。例如:天竺鼠每克消耗260大卡的熱量,馬每克消耗280大卡的熱量。
“長得快,死得早”也許還能解釋為什麼限制熱量攝入能起到抗衰老的作用。假定處於飢餓狀態下的動物的新陳代謝變得更加高效,因此產生的自由基便更少。
這是一個聽起來很合理的觀點。但不幸的是,越來越多的證據對這個觀點形成挑戰。首先,儘管對攝入的熱量進行限制可以延長任何一種拿來做實驗的動物的壽命,但它只能暫緩新陳代謝。不久,新陳代謝速度就會反彈,有時反彈後的速度會變得比原來更快。但所有事物都有例外。有些生物,包括鳥、蝙蝠和豪豬的壽命要比與它們體型大小相當且新陳代謝速度相同的動物的壽命長的多。另一個例外是人類:我們人類的壽命是與我們體型相似且新陳代謝速度相同的動物的4倍。第三個例外是,發現定期服用抗氧化物補劑減少自由基數量的方法並不能延長壽命。
逃得早,死得晚
如果不是新陳代謝的速率不同,為什麼確實有一些生物比其他生物存活的時間更長呢?越來越多的研究人員認為,長壽的答案可能要從生態學和進化上去尋找,來自德州大學聖安東尼奧健康科學中心的史蒂芬·奧斯塔德便持這種觀點。
奧斯塔德表示,一旦一個物種進化到具有逃避掠食者捕食的能力,在減少細胞損傷從以延長壽命方面的昂貴投資才是值得的。他把這個觀點歸納為“逃得早,死得晚”。鳥、蝙蝠和飛鼠的身體並不大,但壽命很長,原因就在這裡。不僅僅是飛行動物,蛤蜊、龜、多刺動物和無毛鼴鼠也擁有比你通過它們的體積和代謝速度推斷出存活期限更長的自然壽命。
但這並沒有回答生物是怎樣延緩衰老的這個問題。也許它們已經提高了DNA修復酶的級別或是有特殊機制限制來自自由基的破壞或避開化學物質和輻射的影響。事實上,我們對長壽動物身上所發生的一切知之甚少,這是每一個對人類衰老問題感興趣的人的恥辱。
比如我們的聽覺。我們的聽覺從成年期的早期就開始退化。但有些蝙蝠可以活到40年卻不喪失一點接收超音波的聽覺能力,這相當於人類活到300歲的高齡。無毛鼴鼠和大多鳥類的抗衰老的能力同樣令人驚訝。奧斯塔德發現,年齡較大的無毛鼴鼠和鳥類對它們的DNA的氧化性破壞比年輕個體更少。不幸的是,沒有人知道這是為什麼,更讓人迷惑的是,這些動物的DNA比那些可與之相比生命更短的生物如老鼠和蝙蝠等遭受了更多的破壞。
比較生物學潛力巨大
有些動物甚至沒有表現出明顯的變老跡象:它們沒有與年齡相關的死亡率增加的問題,或在成熟後有任何的繁殖率降低的問題,也沒有與年齡相關的生理能力減退或抗病能力降低的問題。
在這些動物中,這一特點最明顯的要數岩魚,而壽命最長的則是黃眼岩魚,它的壽命可達205年之久。一個名為“不老動物”的非贏利組織對它們長壽的秘訣進行了研究。它的最初研究發現,與其他生物相比,黃眼岩魚能持續不斷的產生出高等級的抗氧化酶和加粒酶。加粒酶對染色體在複製過程中的退化起到預防作用。他們還發現,DNA受損方式普遍與鳥類DNA的受損方式相似。
這一組織的最終目標是:把這些研究結果套用到延長人類壽命和促進生命健康上來,造福人類。奧斯塔德說:“人們剛剛認識到比較生物學在延長人類壽命方面具有巨大的潛力。”