海龟是如何战胜衰老的?
海龟可能不会随着年龄的增长而死亡。
所有人都会死亡,但衰老不会——至少对某些动物物种来说是这样
海龟和乌龟的衰老速度非常慢。在圈养环境中,没有寻找食物和躲避捕食者的压力,有些可能根本不会变老。
更有趣的是,现代人类还没有获得这种好处,尽管我们生活在一个比我们早期祖先的栖息地更少的日常生存挑战的世界。
作为现代人,我们倾向于生活在非常好的条件下,所以我们的环境也会接近理想状态,但我们仍然无法降低老龄化的速度。
海龟是如何避免衰老的是个谜,但秘密可能就藏在它们的壳里。
衰老和死亡
要理解这只海龟的抗衰老能力,首先需要快速了解一下这个令人费解的概念:虽然死亡是不可避免的,但衰老可能不是。关于年龄有两种看法。一个是长寿,或者说一个物种的最长寿命。科学家通常将长寿定义为人口中95%的成年人死亡的年龄。对人类来说,寿命在100岁左右。
另一种看待衰老的方式是衰老。衰老是生物体随着年龄的增长而衰弱。这在人类身上很容易看到;随着年龄的增长,免疫系统衰弱,骨骼变脆,精力减退。更重要的是,从统计上看,死亡的可能性随着年龄的增长而增加。美国50岁的男性有0.48%的几率在未来一年内死亡。一个80岁的老人有5.6%的几率在一年内死亡。对于一个百岁老人来说,有将近35%的几率他明年不会敲钟。
新的研究表明,这种风险的积累在海龟身上要慢得多,在某些情况下可能根本不存在。换句话说,在某些物种中,年龄并不会增加死亡的风险。最终,所有的海龟都会死亡,因为即使每年有1%的死亡几率,这种抗龄爬行动物的数量最终也不可避免地会上升。但是,无论是5岁还是25岁的海龟,死亡的几率可能是相同的,在一些长寿物种的情况下,甚至可能是125岁。
科学家们早就注意到海龟和陆龟的寿命非常长。例如,今年,一只名叫乔纳森的塞舌尔巨龟年满190岁,这使他成为有史以来最老的乌龟和有记录的最老的陆地动物。对海龟生物学的研究表明,海龟和陆龟能够迅速杀死受损的细胞,而且它们对随着细胞分裂而积累的DNA损伤具有抵抗力。
衰老的演变
从进化的角度来说,最大的问题是海龟是如何积累这些不可思议的抗衰老能力的,以及为什么我们其他人总是在变老。在这两项新的研究中,研究人员在野生和圈养的海龟和乌龟种群中调查了这个问题。
约75%的物种衰老速度为零或可以忽略不计。在某些情况下,一个物种的衰老速度存在很大的不确定性,但在其他情况下,数字一致在零左右,这意味着这些物种可能衰老得非常慢,或根本不衰老。这些一直被忽略的物种包括希腊龟和黑沼泽龟。亚达伯拉巨龟的老化速度可以忽略不计,人工饲养的平均寿命特别长,达到了60岁或更久。这只Galápagos龟是科学家查尔斯·达尔文在1835年的同名岛屿航行中研究的物种之一,它的平均寿命也在60岁以上。
第二项研究是由另一个研究小组进行的,他们观察了野生种群的老龄化情况。长期以来,对于海龟为何衰老缓慢的一个假设是,因为它们是冷血动物,它们不需要花费能量来维持体温,这可能使它们能够将能量用于细胞修复。
为了做到这一点,他们必须收集来自世界各地的多名科学家的数据,这些科学家在野生种群中标记或标记动物,然后年复一年地回去,看看他们是否能重新捕获这些动物。这些长期的实地研究是了解野生动物寿命和人口统计的少数几种方法之一。
令他们惊讶的是,研究人员发现冷血动物的衰老速度并不比温血动物慢;相反,冷血动物表现出了更广泛的衰老影响,有些动物比同样大小的热血动物衰老得更快,有些则更慢。在四个类群(青蛙和蟾蜍、鳄鱼、有鳞蜥蜴、海龟)中,每个类群中至少有一个物种的衰老速度可以忽略不计。然而,海龟很突出。
在海龟身上有一些非常一致的模式,那就是它们活得很长,但衰老得很慢。
因为冷血无法解释这种缓慢的衰老,研究人员测试了一些其他可能的因素,这些因素可能可以解释为什么一些物种衰老快,而另一些物种衰老慢。他们观察了每个物种分布范围内的当地平均气温,但发现了不同的模式:较热的气候增加了爬行动物的衰老速度,但降低了两栖动物的衰老速度。他们还发现,长寿与性成熟较晚有关,这表明长寿的冷血动物的生活节奏较慢。
如何死而不衰老
但最有趣的发现之一是,衰老最慢的冷血动物也拥有最强大的防御能力来保护自己免受捕食者的伤害。特别是像贝壳这样的物理保护与较低的老化率有关。
海龟的壳可以防止它们被吃掉,这意味着它们的死亡率比没有这种保护的动物要低。(想象一下,一只年幼的箱龟被狐狸攻击后幸存下来的可能性,与一只年幼的兔子幸存下来的可能性相比。)各个年龄层的低死亡率意味着海龟可能活得足够长,可以利用它们的细胞保护来抵抗衰老。
如果很多动物被吃掉或死于疾病。没有多少人能活到从延缓衰老的细胞过程中受益。换句话说,保护性特征可能会让动物活得足够长,进化到能够发挥抗衰老保护作用。
在进化上,这与人类有潜在的相似之处,许多人类今天生活在舒适的环境中,容易获得食物和庇护所——就像圈养的海龟一样。乌龟在缓慢衰老方面似乎令人羡慕,但人类在长寿方面实际上并不是无精打采的。人类的衰老速度比一般海龟快,但比许多其他物种要慢得多。
海龟和陆龟的生物学特性可以帮助解开人类抗衰老的秘密,但要做到这一点还需要更多的研究。我们还需要做更多的工作来了解其他动物的衰老过程。例如,关于长寿物种的数据并不多,尤其是关于长寿动物的衰老速度是否会在某一时刻加速的数据。
即使这些迷人的物种没有随着年龄的增长而显著增加的死亡率,一些显然会招致衰老的虚弱。