背靠背Science |「青春永駐」的變溫動物挑戰經典衰老演化模型


經典衰老演化理論認為,對於有明確體細胞與生殖細胞界限的生物體,衰老與死亡不可避免(1, 2)。然而諸多超級長壽生物的報道/軼聞,比如各種超過150歲的龜類(3, 4),讓人不禁猜想壽命的極限到底是多少?是否真的可能「永遠年輕」?

長壽龜類報道(4)


為此,University of Southern Denmark Fernando Colchero以及Pennsylvania State University David A. W. Miller等研究人員分別分析動物園52種龜類隨年齡存活狀態數據以及通過標記-捕捉獲取的77種變溫四足類動物(包括爬行類兩棲類等,其中包括14種龜類)野外隨年齡存活數據,建模分析這些動物的衰老速度(aging rates),也就是動物成年後(到達繁殖年齡後)隨年齡的增長而死亡率的增加(5, 6)。

這兩項研究都發現,部分龜類等爬行動物的衰老速度基本為0,也就是說沒有發現這些動物成年後隨着年齡死亡率的增加,從而挑戰了經典的衰老演化模型(5, 6)。

多種龜類衰老速度接近0(6)


Fernando Colchero等的工作進一步分析了動物園龜類預期壽命與衰老速度的性別差異,發現通常平均體重小的那個性別預期壽命長衰老速度慢(6)。

David A. W. Miller等的工作則進一步分析了與野外變溫四足類動物衰老速度的關聯因素;研究人員主要發現:1.控制體重等共變量,變溫動物比恆溫動物衰老速度物種間差異更大;爬行類動物的衰老速度隨棲息地溫度(近似體溫)升高有升高趨勢,而兩棲類相反,隨棲息地溫度升高衰老速度下降。2.有物理(硬殼或者甲片)或者化學(毒液等)防護的話預期壽命長,衰老速度也有所減慢,特別是物理防護更明顯。3.生的早生的多衰老速度快,反之亦然(5)。

變溫動物衰老速度比恆溫動物物種間差異大(5)


以上工作6月23日發表在Science(5, 6);研究人員認為這些工作拓展了衰老研究的物種,提供了重要基礎信息,從而幫助進一步完善衰老演化模型。沒有參與這些工作的University of Southern California Caleb E. Finch等認為對那些沒有明顯衰老的長壽物種機制研究或許能為緩解人類老年疾病提供新線索;但是需要注意這些研究 「晚年」 樣本少的問題,那些看似 「永遠年輕」 的物種在 「晚年」 也會有機能下降以及死亡率的增加(7)。

Comment(s):

隨着現在追蹤技術的發展,保護區內大規模野生動物的追蹤能提供更高質量的數據,只是這涉及壽命的研究需要監測的時間太久了。。。配合非常準確的物種年齡鑒定能夠縮短監測時間。

通訊作者簡介:

http://www.colchero.com/



https://www.appliedpopecol.org/people.html


參考文獻:

1. T. B. L. Kirkwood, R. Holliday, The evolution of ageing and longevity. Proc. R. Soc. London. Ser. B, Biol. Sci.205, 531–546 (1979).

2. T. B. L. Kirkwood, Evolution of ageing. Nature.270, 301–304 (1977).

3. How Old Is the World』s Oldest Turtle? 5 Turtles that Survived for Centuries - AZ Animals, (available at https://a-z-animals.com/blog/how-old-is-the-worlds-oldest-turtle-5-turtles-that-survived-for-centuries/).

4. 250-Year-Old Tortoise Dies In India - CBS News, (available at https://www.cbsnews.com/news/250-year-old-tortoise-dies-in-india/).

5. B. A. Reinke et al., Diverse aging rates in ectothermic tetrapods provide insights for the evolution of aging and longevity. Science (80-. ). 376, 1459–1466 (2022).

6. R. da Silva, D. A. Conde, A. Baudisch, F. Colchero, Slow and negligible senescence among testudines challenges evolutionary theories of senescence. Science (80-. ). 376, 1466–1470 (2022).

7. K. Franklin, S. N. Austad, C. E. Finch, How ubiquitous is aging in vertebrates? Science (80-. ). 376, 1384–1385 (2022).

原文鏈接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl7811

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm0151