世上有种蜉蝣， 雌性从孵化、交配、产卵到灭亡， 历时仅不到五分钟。而在格陵兰冰冷的海域中， 有种鲨鱼的寿命可长达四百年。大千世界， 天然百态， 既有朝生暮死者， 也有天保九如者， 正如生物的大小、习性、饮食特征都各不不异。从动物身上， 我们能探寻出哪些抗衰老奥妙， 耽误人类寿命呢？
秀丽线虫（C. elegans）体长只要1毫米， 身体几乎通明， 即便在显微镜下也不容易察看到。但恰是那不起眼的小生物在衰老研究中阐扬着高文用。秀丽线虫由出名生物学家悉尼·布伦纳在堆肥堆里发现 [1]， 其时布伦纳正在寻找一种新的形式生物用于科研， 既要跟人类等高级生物有足够多的类似之处、有研究价值， 又要容易在尝试室里培育察看。
图片来源：PI France蠕虫做为衰老研究的尝试对象， 有诸多优势：它们个头小， 一个培育皿里能养上百只；它们寿命短， 生命周期只要两个礼拜， 一项详尽的研究课题仅需几个月就能完成， 而若是用寿命更长的动物， 恐怕至少要数年以至数十年。
除了操纵蠕虫的上述优势促进生物学研究之外， 学者们在蠕虫身上还察看到了一个更惊人的现象：只要改动一个基因， 就能显著地耽误它们的寿命。上世纪八十年代， 第一个蠕虫长命基因被发现， 编纂那一基因， 能让蠕虫寿命增加50% [2]。但其时那一研究成果没有得到重视， 因为蠕虫的基因数量高达两万个， 科学家们不相信只要修改一个就能耽误寿命。几年后， 另一个长命基因被发现， 让蠕虫的寿命从两周翻倍到了四周 [3]。前后两个长命基因不存在任何联系关系， 并且后者耽误寿命的效果更明显。那时， 科学家们起头提起留意了。
如今， 学界已知的能耽误秀丽线虫寿命的基因多达600种， 其他生物中类似的长命基因也发现了上百种 [4]， 包罗小鼠的长命基因， 能影响其生长激素排泄。对其停止编纂后， 研究者们培育出了有史以来寿命最长的小鼠。寿星鼠并没有锐意地运动或留意饮食安康， 仅仅是因为基因被编纂， 就活了4年51周——而通俗小鼠很少能活过3年 [5]。
为什么蠕虫只能活14天， 小鼠只能活几年， 但格陵兰的鲨鱼却能活400年？为什么所有的生物都逃不外生老病死？进化论常被总结为优胜劣汰， 那为什么衰老和灭亡的基因没被裁减呢？为解答那个问题， 就不能不提负鼠——一种在美洲生活的有袋动物， 长得像鼠， 跟猫差不多大。恰是一次偶尔的对负鼠的研究， 让科学家们大白了生老病死在天然界中存在的意义。
Steve Austad是一名美国生态学家。一次， 他的一个同事在野外安顿了许多笼子， 想捕获热带狐， 没想到却捉到了许多负鼠。Austad不想白白浪费那一研究时机， 于是就给负鼠戴上了无线电项圈后放生。察看了一段时间， Austad发现那些负鼠衰老的速度惊人地快， 不用几个月便从青丁壮进入老年末年， 走向灭亡。
为什么负鼠会断崖式衰老？那些小动物性格温顺、大小适中， 可谓是捕食者最抱负的盘中餐。正因为此， 野外的负鼠将近一半会葬身于捕食者腹中。负鼠的极速衰老过程， 其实是该物种进化出的一种权衡战略 [6]：既然大要率会在生命的头三四年被捕食者吃掉， 那何必活到十岁？不如把身体的能量集中在头几年利用， 在被吃掉之前大量繁育下一代， 而不是费心万一未被捕食， 若何 安度晚年。
鉴于此， Austad提出了一个假设：若是某个处所的负鼠种群没有捕食者威胁， 可能会进化出另一种衰老体例：速度较慢， 无需争分夺秒地繁衍， 没必要在时间上跟捕食者赛跑。Austad果实找到了如许的处所——美国佛罗里达州北部的萨佩罗岛。该岛屿四千年前与美国大陆别离， 之后岛上不断没有大型捕食动物。四千年对人类而言很长， 但关于研究进化来说则是刚好适宜， 能看到天然选择的力量若何阐扬感化。
图片来源：PI FranceAustad在萨佩罗岛察看到的负鼠能够说是无所畏惧， 即便大白日也斗胆地在开阔地域出没， 寿命长达近四年 [7]。而大陆上的负鼠胆怯得多， 只愿意在夜间活动， 寿命最长只要两年半。天然选择巧妙地感化于两千多代的负鼠繁衍， 同时提醒了生物衰老的一个原因：进化挑选的过程长短常精明的， 若是某种生物很有可能因外因夭亡， 大天然绝不会允许它浪费能量， 不允许它将能量用于保留身体机能、天保九如。
负鼠的寿命给了人类什么启迪呢？莫非人类也要集体搬家到一个与世隔断、没有捕食者的小岛， 通过上千年的选择性繁衍培育更长命的人种？那完全不成能， 恐怕只要在反乌托邦小说里才会发作。不外， 对负鼠的研究成果表白若是想要找更多类型的长命动物、开展将来的抗衰老研究， 能够先从没有天敌的动物起头。也许从它们的身上能发现天保九如的法门
弓头鲸就是一个很好的例子。它们体重100吨， 属于地球从古至今体型更大的动物之一， 几乎不被其他动物捕食， 固然偶然会被成群的虎鲸攻击， 但其面对的更大威胁仍然是人类的猎杀——不外好在血腥的捕鲸业已成为汗青。因而， 大海中的那些庞然大物进化成了天然界的寿星。按照现有的不雅测记录， 寿命最长的弓头鲸活到了211岁 [8]。
体量大到无法被捕食者猎杀的动物， 天经地义地进化出了最长的寿命， 但从细胞角度看， 那种长命现象包罗着难以解释之处。所有动物， 无论是人、鼠、仍是百吨级的鲸， 单个细胞大小都差不多。也就是说， 弓头鲸的体细胞数量比人多一千倍， 每个细胞的存活时间比人类细胞长两倍。既然如许， 那为什么弓头鲸不受癌症困扰呢？
图片来源：PI France癌症之所以发作， 是因为细胞内的基因在复造时不测呈现错误。所以年龄越大、履历的细胞团结次数越多、积累的变异越多， 就越容易招致癌症。每个细胞都有癌变的可能， 若是某种动物的细胞数量比人多一千倍， 那岂不是发作肿瘤的概率也更高？弓头鲸并没有成为大海里的头号癌症患者， 事实是为什么？有学者研究了弓头鲸的基因组， 揣测可能是因为弓头鲸有许多份负责修复DNA的基因 [9]， 每个备份都有着细微的差别， 所以细胞不容易产生致癌突变。除了生成不患癌， 弓头鲸还生成不得白内障， 虽然许多其他动物（包罗人类）在衰老时城市呈现眼睛晶状体浑浊， 也许是因为弓头鲸的晶状体里有抗氧化物量 [10]。要活到数百岁的高龄， 弓头鲸必需有法子预防或者尽量延缓显著影响生活量量的其他疾病。固然鲸鱼难以在尝试室里研究， 但是它们的心理特征蕴含着很多长命小法门， 值得我们人类好好摸索。
参考材料
1. Mark G. Sterken et al., The laboratory domestication of Caenorhabditis elegans, Trends Genet. 31, 224–31 (2015). DOI: 10.1016/j.tig.2015.02.009
2. D. B. Friedman and T. E. Johnson, Three mutants that extend both mean and maximum life span of the nematode, Caenorhabditis elegans, define the age 1 gene J. Gerontol. 43, B102–9 (1988)
3. C. Kenyon et al., A C. elegans mutant that lives twice as long as wild type, Nature 366, 461–4 (1993). DOI: 10,103 8/366461a0
4. GenAge database of ageing-related genes
5. Holly M. Brown-Borg and Andrzej Bartke, GH and IGF1: Roles in energy metabolism of long-living GH mutant mice, J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 67, 652–60 (2012). DOI: 10.1093/gerona/gls086
6. Thomas Flatt and Linda Partridge, Horizons in the evolution of aging, BMC Biol. 16, 93 (2018). DOI: 10.1186/s12915-018 0562 z
7. Steven N. Austad, Retarded senescence in an insular population of Virginia opossums (Didelphis virginiana), J. Zool. 229, 695–708 (1993)
8. 1. J. C. George et al., Age and growth estimates of bowhead whales (Balaena mysticetus) via aspartic acid racemization, Can. J. Zool. 77, 571–580 (1999)
9. Insights into the evolution of longevity from the bowhead whale genome, Cell Rep. 10, 112–22 (2015). DOI: 10.1016/j.celrep.2014.12.008
10. 1. D. Borchman, R. Stimmelmayr and J. C. George, Whales, lifespan, phospholipids, and cataracts, J. Lipid Res. 58, 2289–2298 (2017)
