謎底揭曉：生命為什麼都會面臨死亡？

2022年10月11日20:34:08 科學 1933

20世紀中期，衰老被描述為生殖和細胞維持之間的權衡。最初，生物體的身體利用它們的資源來生長和保持我們的健康——以維持我們的細胞。在整個童年和青春期，重點是保持活力，並儘可能地變得強壯和健康。性成熟後，優先權轉移到繁殖。因為，對於大多數生物來說，資源是有限的，優先生產後代可能會以犧牲健康為代價。

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作者：Sophia

自然選擇

在我們的一生中，我們的基因會發生突變。有些是完全隨機的，可能是飲食或紫外線等外部因素的結果。

以一條鮭魚為例，它游向上游產卵，隨後迅速死亡。所有的一切都是為了讓鮭魚有最好的機會到達產卵地，一旦到了那裡，它就會充分利用這個機會。三文魚游回下游，在海上多活一年，再進行同樣的回程並再次成功產卵的可能性是如此之小，以至於自然選擇永遠不會青睞這些個體。但無論如何，他們已經成功地傳遞了一次他們的基因。

但是目前對於事物死亡原因的理解是比較具體的。當生物體達到性成熟時，自然選擇的力量減弱，衰老過程開始，最終導致死亡。但這並不是為了給下一代讓路，英國東安格利亞大學的進化生物學和生物老年學教授阿列克謝·馬克拉科夫（Alexei Maklakov）說，這可能是「從利他主義的角度吸引人」。

不過，並非所有生物都像唯一產卵的鮭魚一樣極端。有些生物確實能存活一段時間，以便擁有更多的後代。而我們 DNA 的大多數突變都會產生負面影響。我們的身體能夠修復部分 DNA 損傷，但由於自然選擇的力量較弱，我們的修復能力會隨著年齡的增長而下降。

然而，在生命的後期，衰老細胞會在組織中積聚，造成損傷和炎症，並且是與年齡有關的疾病的前兆。衰老和死亡隨後以兩種方式發生——由於自然選擇弱而導致負突變的積累，以及可能對繁殖有利但對長壽不利的突變。

基因突變

後者的一個例子可能是 BRCA 基因突變。眾所周知，這些會顯著增加患乳腺癌和卵巢癌的風險，但也與攜帶這些突變的女性更高的生育能力有關。因此，BRCA 基因突變可能在生命早期提供了生殖優勢，隨後在生命後期帶來了更大的健康風險。但由於性成熟後自然選擇減弱，繁殖優勢大於劣勢。

俄勒岡州立大學的生物學家凱特琳·麥克休說：「生命早期發生的一切都將超過生殖年齡之後發生的一切，因為生殖潛力真的很重要。」

細胞衰老可能是生命早期優勢與晚年劣勢的另一個例子。衰老可以保護我們免受癌症侵害，因為它可以防止 DNA 損傷的細胞繁殖。然而，在生命的後期，衰老細胞會在組織中積累，造成損傷和炎症，並且是與年齡有關的疾病的前兆。

儘管大多數物種都會老化，但也有一些例外。例如，許多植物表現出「可忽略不計的衰老」，並且已知某些物種可以存活數千年。一個特別奇怪的例子是猶他州魚湖國家森林中的潘多樹。這棵樹實際上是由一個單一的根系連接起來的基因相同的雄性顫抖白楊樹的群體。它佔地超過100 英畝（400,000 平方米），估計重量超過 6613 噸（6,000 噸）。一些估計表明它可能有10,000 多年的歷史。

九頭蛇的近親，永生水母，還有另一種確保長壽的巧妙方法——如果受到傷害、疾病或壓力，它能夠從成年階段恢復到早期的息肉階段。

根據倫敦大學學院的一項研究，有規律性生活的女性的更年期開始的較晚。他們認為這是一個權衡的例子——如果沒有懷孕的機會，排卵所消耗的能量可以更好地被身體的其他部分利用。

但在動物王國的里，例如，擁有更多後代的蝙蝠比那些擁有更少後代的蝙蝠壽命更短。也許，如果有機會繁殖，他們會在其中投入一切。McHugh 說：「在時間上存在這種權衡，在生命早期繁殖得很好的生物體在生命後期的表現並不那麼好。」（再一次，我們的九頭蛇也是這個規則的一個例外。他們的生育率似乎在他們的一生中沒有下降。）

還有一些物種的壽命在兩性之間差異很大。通常，與不育的工人相比，螞蟻、蜜蜂和白蟻的國王或王后可能生育能力高且壽命長。在他們的情況下，為什麼繁殖成本不會減少他們的壽命？答案可能是國王或王后免受工人面臨的許多威脅，而且他們兩種生活方式的差異如此之大，以至於老齡化理論不適用於他們。

祖母假說

如果生殖對我們的壽命有如此大的影響，為什麼在我們許多人停止生育之後，人類還能活這麼久？

祖母假說表明，年長的親戚保持活力很重要，因為生育是一項昂貴且有風險的業務。祖母可以通過投資孫輩來確保她自己的一些基因的生存，因此從自然選擇的角度來看，更長的壽命可以帶來優勢。「有祖母在身邊的家庭的生殖健康度要高得多，這可能是因為母親能夠專註於生育更多的孩子，而祖母會幫助撫養已經在那裡的孩子，」Kountourides 說。但由於孫輩只與祖母共享 25% 的基因，因此他們與祖母的關係就像她與侄女和侄子的關係一樣。

「也可能只是因為過去沒有足夠的女性能夠在 50 歲時存活下來，因此無法在 50 歲時生育。因此，對於 50 歲女性生殖發生的情況的選擇非常非常低，」馬克拉科夫說，「回到衰老的核心原理——繁殖後自然選擇減弱。晚年發生在我們身上的很多事情可能並不令人愉快——但也沒有強大的進化力量來幫助保護我們免受它的傷害。」

參考資料：

https://www.bbc.com/future/article/20220805-why-do-we-die

註：本文旨在介紹醫學研究進展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導，請至正規醫院就診。