科学家发现似乎不会老化的物种。对人类意味着什么?

2022年06月27日23:46:16 宠物 1152

海龟是如何战胜衰老的?

科学家发现似乎不会老化的物种。对人类意味着什么? - 天天要闻

海龟不会随着年龄的增长而增加死亡概率 (图片来源:Volanthevist/Getty Images 拍摄)

死亡降临,但衰老不会——至少对某些动物物种而言

6 月 23 日发表在《科学》杂志上的两项新研究发现,海龟和陆龟的衰老速度非常缓慢。在圈养中,没有寻找食物和避开捕食者的压力,有些可能根本不会变老。

更有趣的是,现代人类尚未释放这种好处,尽管我们生活在一个对我们的日常生存挑战比我们早期祖先的栖息地更少的世界。

衰老与死亡

要了解这种海龟的抗衰老超能力,首先需要一个关于令人费解的概念,即虽然死亡是不可避免的,但衰老可能不是。有几种方法可以考虑年龄。一个是长寿,或一个物种的最长寿命。科学家通常将长寿定义为人口中大部分(例如 95%)成年人死亡的年龄。对于人类来说,这意味着寿命大约为 100 岁。

思考衰老的另一种方式是衰老。衰老是生物体随着年龄的增长而衰弱。在人类身上很容易看到这一点。随着年龄的增长,免疫系统衰退,骨骼变脆,能量下降。更重要的是,在统计上,随着年龄的增长,死亡的可能性变得更大。例如,根据社会保障局的精算表,美国一名 50 岁的男性在未来一年内死亡的几率为 0.48%。80岁老人一年内死亡的几率为5.6%。对于一个百岁老人来说,他明年不按铃的几率接近 35%。

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,年龄不会增加死亡风险。最终,所有的海龟都会死去,因为每年哪怕只有1%的死亡几率,那逆龄爬虫的数量也难免最终会出现。但无论乌龟是 5 岁还是 25 岁,死亡的机会可能是相同的——或者在某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,乌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 ( Aldabrachelys gigantea hololissa )满190岁,这使他成为有史以来最年长的陆龟和有记录的最古老的陆生动物。海龟生物学研究表明,海龟和陆龟能够迅速杀死受损细胞,并且它们能够抵抗随着细胞分裂而随着时间积累的DNA损伤:这可以保护个人,即使他们进入极度老年期。

老龄化的演变

从进化的角度来说,最大的问题是海龟是如何积累这些令人难以置信的抗衰老能力的——以及为什么我们其他人会被困在变老的过程中。在这两项新研究中,研究人员调查了野生和圈养海龟和陆龟种群中的问题。

由德席尔瓦领导的这项研究考察了 52 个圈养物种,这些物种的记录可在 Species360 动物信息管理系统中获得,该系统是动物园用来跟踪畜牧业数据的软件。他们发现大约 75% 的物种的老化率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范围的不确定性,但在其他情况下,这些数字在零附近保持一致,这意味着这些物种可能衰老得非常缓慢或根本不衰老。其中一些一致的可忽略不计的年龄包括希腊陆龟 Testudo graeca)和黑沼泽龟( Siebenrockiella crassicollis)。亚达伯拉象龟 ( Aldabrachelys gigantea) 在人工饲养中表现出可忽略不计的老化率和特别长的 60 年或更长的平均寿命。加拉帕戈斯陆龟 ( Chelonoidis niger ) 是科学家查尔斯·达尔文在 1835 年前往同名岛屿时研究的物种之一,平均寿命也达到了 60 年或更长。

第二项研究由另一个研究小组进行,着眼于野生种群的衰老。长期以来,关于为什么海龟衰老缓慢的一个假设是,由于它们是冷血动物,它们不必花费精力来维持体温,也许可以让它们将能量引导至细胞修复。东北伊利诺伊大学生物学家和主要作者 Beth Reinke、合著者和宾夕法尼亚州野生动物种群生态学家 David Miller 及其同事希望通过比较冷血动物的衰老率和温血动物的衰老率来验证这一想法,控制因素比如体型。

为此,他们必须收集来自世界各地的多位科学家的数据,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外动物寿命和人口统计的少数方法之一。

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,冷血动物表现出更广泛的衰老效应,有些比同样大小的温血动物衰老得更快,有些衰老得更慢。四组中的至少一个物种(青蛙和蟾蜍、鳄鱼、鳞状蜥蜴、海龟)的衰老速度可以忽略不计。然而,正如在德席尔瓦和同事的研究中一样,海龟脱颖而出。

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有些物种衰老得快而其他物种衰老得慢。他们观察了每个物种范围内的当地平均温度,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。

怎么死而不老

但最有趣的发现之一是,衰老最慢的冷血动物也是那些拥有最强大的防御能力来保护它们免受掠食者侵害的生物。特别是,像贝壳这样的物理保护与低老化率有关。

贝壳可以防止海龟被吃掉,这意味着它们从外部来源的死亡率低于没有这种保护的动物。(想象一只年轻的箱龟在狐狸的攻击下幸存下来的可能性,与一只年轻的兔子相比。)所有年龄段的这种低死亡率意味着海龟可能存活足够长的时间来利用它们的细胞保护来对抗衰老。

如果很多动物被吃掉或死于疾病。没有多少动物能存活足够长的时间,无法从减缓衰老的那种细胞过程中受益,换句话说,保护性特征可以让动物活得足够长,以便进化发挥抗衰老保护作用。

与人类有潜在的进化相似之处,其中许多人今天生活在舒适的环境中,很容易获得食物和住所 - 与圈养的海龟不同。海龟和陆龟的缓慢衰老似乎令人羡慕,但人类在长寿方面实际上并不是无精打采的。人类比普通乌龟衰老得更快,但比许多其他物种慢得多。

海龟和陆龟的生物学可以帮助解开人类抗衰老的秘密,但需要进行更多的研究才能实现这一目标。还需要做更多的工作来了解其他动物衰老的演变。例如,关于寿命极长的物种的数据并不多,尤其是关于寿命很长的动物的衰老速度是否会在某个时间点加速。例如,阿拉巴马大学、伯明翰生物学家史蒂文·奥斯塔德和南加州大学老龄化研究员卡莱布·芬奇在两项研究随附的社论中写道,乌龟乔纳森是盲人,无法闻到,必须人工喂养。

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