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万物兴歇——衰老与寿命的演化 [复制链接]

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在线AlanThinker
 

只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2016-01-06
(转自科学松鼠会)
红色皇后 发表于 2010-04-28 12:02

草不谢荣于春风,木不怨落于秋天。谁挥鞭策驱四运?万物兴歇皆自然!
——李白





一、高堂明镜悲白发

我写下这行字,是在下午6点20,碎云遍天,白日西斜,阳光依然明亮却不再灼人。
请大家做好心理准备,因为我要探讨死亡。刚出生的孩子是很娇弱的,随着逐渐长大,变得越来越强壮。毫不奇怪,婴儿的死亡率比儿童要高。死亡率最低的是10-12岁的儿童。
然后死亡率就开始回升,而且速度相当快。我们成年之后,一般来说,每过8年(8年是平均数字,实际可能在7-11年之间),人的死亡率就提高一倍,也就是说,38岁人的死亡率是30岁人的2倍。
不论是和平年代的工业社会,还是二战的集中营,甚至在石器时代,成年人的死亡率都是以差不多的速度上升。虽然集中营里的人,不论大人小孩,死亡率都比我们高出几十倍,寿命也要短很多,但“每隔8年死亡率翻一倍”始终未变。

奇怪吗?我这里有一件更奇怪的事。
骑自行车的人,不论是风和日丽时在平坦的大道上骑,还是在暴风雨中走崎岖的上坡路,你在他/她车后座上压的东西越沉,他/她骑的速度就越慢!虽然在大道上,他/她的速度比崎岖路上的快很多,但无论路况和天气如何,你的负载加重,你的速度就会无可挽回地减慢!我自信不用实验就可以证明这一点!
我知道你以为我是个傻瓜。其实,现代社会和集中营的区别,就像阳关大道和崎岖小径的区别,在前者的环境下,你活下去的可能性会高很多。但是,有一种力量,不论环境如何,总是会提升你的死亡率,而且提升的速度几乎不变。对此你毫无办法,这就像自行车手驮着一个MM的速度,永远比驮着一盒便当的慢(该MM是自行车手女友的情况不算)一样。
这个压在后座上的东西叫做衰老。
衰老是死亡的孪生兄弟,它让我们像婴儿一样脆弱,甚至比婴儿更加脆弱。有人认为它始于10-12岁(死亡率最低的时候),有人认为它从青春期后开始困扰我们。但有一点是肯定的,衰老开始得相当早,任何一个运动员、模特儿、演员或其他吃青春饭的人都会告诉你,“十七岁开始苍老”,看来雏菊教主也是有道理的……
“每隔8年死亡率翻一倍”可以告诉我们两件事。第一,不论你生活在何时何地,幸与不幸,衰老都是公平的,它总是要找上你,不可阻止。第二,随着时间的推移,成年人死亡的可能性会越来越大,而且增大的速度相当快。
这是因为死亡率是以乘法的方式增长,38岁人的死亡率是30岁人的2倍,46岁的人死亡率是38岁人的4倍,54岁的人又是8倍,过不了多久就命如风中残烛了。你在110岁的时候死掉,可能性比你被闪电击中更小,因为你更有可能根本活不到110岁(1000万人里也不会超过一个)。
有史以来最长寿的人,是法国的詹妮•路易•卡门女士(Jeanne Louise Calment)。生于1875年,卒于1997年,享年122岁164天。考虑到地球上曾有那么多人出世/死亡,我们不得不说这是一个小概率事件!
希望以上的内容没有让你觉得郁闷。为了让你振作起来,我要发布一个好消息:
你的身体不是一部机器。
我有一辆二手的自行车,它就不如你的身体。它蹭掉的漆能长出来吗?爆胎之后它能自己把自己补好吗?
如果你的身体跟自行车一样,除非换上新零件(光是车胎我就不知道换了多少副),否则它就只会越来越破。你的身体能自己给自己换零件,除旧迎新,这比自行车强多了。
你口腔表皮的细胞三天就要换过一次,皮肤细胞则是一个月更新一次(洗澡搓下来的东西就是死亡的细胞),骨头里的细胞要7年才能迎来接班人。假如你活到122岁,你的脸皮可能会像核桃一样,但它的年纪大不过一个月。即使你再老,只要你活着,你身上就有一些细胞是年轻的。
老人的脸皮会显得老,不是因为它饱经风霜,而是因为老人的整个身体,不能再像年轻时那样流畅地运转。这有点像一个庞大帝国的逐渐衰微,机构开始腐败,外敌开始入侵,一切都倾向混乱无序,最后一切都完了。
衰老不是一种病,而更像是一种全身各部件的集体失控。随着年龄的增长,你的皮肤会布满皱折,头发会花白,骨头会酥脆,免疫力会下降,各个部件都会衰弱,而且衰弱的步调惊人地一致。没有一个器官,没有一点组织,在全身都不听使唤的时候,仍然忠于职守。
听起来不像好消息?耐心点。再假设你……好吧,假设我,我已经是白发苍苍,肌肉已经萎缩,骨质已经疏松,心力已经衰竭,而皮肤仍保持水嫩。反正我很快就要死了,皮肤也已经没有用了,要这副漂亮的皮囊干吗?这是浪费。
如果我老老实实地让皮肤衰老,变成核桃,我就能把维持皮肤寿命的营养和精力,用到其它地方上来,如果每个器官都能分得一份,我说不定还能活得更长一点呢。
从另一个方面说,所有的零件衰老速度一致,这恰恰说明了我们的身体构造之完美,没有哪个部分比其它部分更弱,如果我们身上有什么特别脆弱的零件,它就会抢先衰老,但这种事情几乎没发生过。所有的皮肉筋骨,心肝下水都手拉着手,一步一步,整齐如阅兵的方阵地走向衰老(只有一个例外,到了后面会谈到)。
十九世纪美国的医生兼诗人,奥立佛•温代尔•霍姆斯(Oliver Wendell Holmes)写过一首打油诗,名曰《教区长的杰作》。诗中写道,教区长造了一辆非常完美的马车,它的每一个零件都一样出色,作为一个整体运行了整整100年,比什么都和谐,然后——


旧马车成了堆可怜的朽木。
就好像进磨坊遭了碾压!
——它一下子全散了架
没有哪一个部件先坏——
恰像肥皂泡爆破开来。
所谓善终,不过如此。


二、金玉满堂应不守

我们为什么会衰老?
这个问题曾经被无数人问过无数遍,从东方朔到林教授,无数人寻找过它的答案。(业余)科普作家应该不落俗套,再弹这种老调调,只能证明我太皮厚,太对不起读者。
别踩我!至少我确实知道一点东方朔不知道的东西……
一个普通细胞分裂的次数,一般只有50次左右,然后就失去了这种能力。这是很要命的。正如前面所说,我们的身体会受伤,会感染疾病,细胞会不断地死去,这就需要身体不断地更换新零件。而身体长出新细胞取代老细胞,就是通过细胞分裂的办法,如果细胞不能再分裂了,你就只能像没零件备用的自行车那样,一天天等着报废。太可怕了!
看来,人衰老就是因为细胞死光,不能更新了。如果细胞能永生,永远分裂下去,人不就能长生不老了吗?
哎呀,对此我有一个好消息和一个坏消息……
好消息是,细胞并不是不能永生。只要有舒服的生活环境,细菌就可以无穷尽地分裂,它们从38亿年前生命诞生之际,一直分裂至今,从不停歇,从不衰老。我们来自于我们父母的细胞(精子和卵子),而父母的身体又产生自上一代人的细胞,这样你可以上溯到38亿年前,那时候我们也是细菌。精子和卵子代代相传,都没有一点衰老的迹象。
坏消息是,细胞永生不一定是件好事。如果某个普通细胞突然想要永生,永远分裂下去,它的后代越来越多,机构臃肿,压迫到其他器官,消耗大量的养料和氧气,最后人会因为供应不起这支细胞大军而死掉。我们把这叫做“癌”。
细胞多分裂几次,不一定都是坏事(但永生绝对是件坏事),但只有对少数细胞,比方说动脉血管的细胞,动脉的血流速度很快,经常会伤到血管,如果细胞能分裂更多次,动脉细胞就能多更新几回,我们就不会得动脉硬化了。
然而像教区长的马车一样精致出色的身体,不仅要求细胞充满活力,更要求富有神风突击队精神。在我们还是胎儿时,手指间是有皮膜相连的,就像鸭子的脚,这些指间的细胞必须死掉,否则手指就粘住分不开了。大脑里的细胞并不是在你连夜准备过六级,或者读一篇非常难懂的文章(希望不是我的文章)时才会死。为了让你混沌未凿的大脑更好地思考,一些神经细胞必须死掉,你的大脑是用雕刻家的手法制造,玉不琢不成器,总有一些脑细胞像玉屑般翩然坠落。
还应该提一提那个名声很大的东西——基因,它是细胞的高级主管,指挥细胞完成无数件任务,生产能量,长出头发,消化食物,杀死细菌,分裂只是其中之一。你甚至有命令细胞自杀的基因,如果某个细胞里指挥分裂的基因出了毛病,使细胞无法停止分裂(癌变),自杀基因就会赐该不幸细胞一杯鸩酒(比喻而已)。身体里有自杀基因,就像F1赛车上有刹车一样。但有时自杀基因也会失效,那时细胞会走向永生,身体也就危险了。
细胞的死跟人的死是完全不一样的。没有永生的细胞,是你的幸运,如果你的一个细胞,不是精子或卵子,却精力旺盛地准备走向永生,你倒是很可能会死。
讨论了那么多显微镜下才能见到的细胞,我觉得有点厌烦了,现在我们来看点肉眼能见到的东西。
2006年,英国班戈大学(Bangor University)的海洋学家在冰岛研究气候变化,他们从寒冷的海水里打捞起一堆蛤蜊,其中一只北极圆蛤(Arctica islandica)。竟然已经有405岁了(蛤蜊壳上的纹路和树的年轮一样,一年长一圈,数一数年轮就知道它的年岁)。科学家们给它取名“明(Ming)”,寓意此蛤出世之际中国尚在大明朝也。不幸的是,阿明无福消受科学家的礼遇,一出水就死掉了。


阿明是已知所有动物中最长寿者,除了长寿,它最明显的特征就是长得慢!它体长8.5厘米,不到你巴掌的一半大。阿明壳上的纹路,一圈只有0.1厘米宽,也就是说它一年只长大0.1厘米这么一点点。
长寿的动物不仅生长慢,做什么事情都很慢。大象是哺乳动物中最长寿的种类之一,可以活到70年,它的心跳是每分钟30次,一直吃奶到四岁,十四岁的时候才算性成熟。与之相反的是小老鼠,3岁的老鼠绝对算鼠瑞,它的心跳每分钟300次,三星期大就断奶,不到两个月就性成熟。
生命就像一盘录象带,只不过大象的带子是慢放,小老鼠的带子是快进,快进的带子会在短时间内看完。你的心跳、呼吸、吃饭、生长、运动越快,你的生命走完就越快。
生命运转需要能量,而能量是由食物和氧气产生的,这两样东西在细胞里进行化学反应时,会产生有毒的物质,叫做自由基(你可能已经在卖补品的广告上见过这个词),它会导致衰老有关的疾病,例如心脏病、癌症和白内障。高速运转的生命,需要更多的能量,这样就会产生很多自由基毒害身体。
这让人想起一个老故事:一个人一生中的食物是有定量的,如果你把它吃光,你就死翘翘了。同样的定量,有的人可以吃到80岁,X局长大吃大喝,40岁就英年早逝了。看来,自由基可以给这个故事提供一个科学解释:吃得太多的人,细胞里会产生许多自由基,导致早老。
与它们的身材相比,体型小的动物往往食量更大(至于为什么会这样,且听下回分解),我们知道,一般来说小动物的寿命也更短,老鼠3年,狗15年,马40年,大象70年。同体重的老鼠和大象比(例如100000只老鼠和一只大象),老鼠所需的食物是大象的20倍,真是标准的官仓鼠。也许这就是老鼠短命的原因?
既然吃太多会导致短寿,我们似乎该提倡节食。科学家已经发现了一个非常、非常简单的长寿法,让实验室里的老鼠少吃30-40%的卡路里,它们的生命就能延长大概20-40%,这相当于让70岁的人活到80-100岁。
太惊人了!长寿原来是如此简单!
但这里也有例外呢……
蜂鸟是生活节奏最快的动物之一,在飞行时,它的心跳达到每分钟1200次,每天吃50顿饭,可以说是超级快放的录象带。但它的寿命是8年,听起来不是很长,但是比生活节奏慢些的老鼠长得多。
鸟类的生活节奏普遍很快,快到近乎疯狂,它们的体温比我们这些哺乳动物高,呼吸心跳吃饭都比哺乳动物快,运动比哺乳动物剧烈,可是它们通常都比哺乳动物长寿。王信天翁(Diomedea epomophora)有活到58岁的,大鹦鹉和美洲兀鹫都可以活到70岁,像麻雀这样的普通小鸟也能活10多岁。曾经有人家养的鹅活到50岁,想申请吉尼斯记录,结果发现世界记录里活得最长的鹅是51岁。

真正的科学定律,应该放之四海而皆准,经得起事实的考验,有一个例外就证明它不成立,这世界上,鸟类的种类比哺乳动物多一倍,是个超级巨大的例外。我们不得不给“生活节奏越慢越长寿”这一刚刚发现的真理举行葬礼。
“自由基能使动物短命”,这里面包含着一个谬论:“自由基的毒害是无药可救的”。事实并非如此,和自由基作战的物质比比皆是。我们身体产生的一些酶(生物体很需要的蛋白质,有很多种),还有一些种类的维生素,都能消灭有毒的自由基。
毫不奇怪,长寿的动物譬如人类,消灭自由基的能力,比短寿的动物譬如果蝇强得多。鸟类在这方面的能力特别强,虽然它们生活节奏很快,产生的自由基也很多,它们也不怕。
自由基是衰老的重要原因,讲到这里,东方老爷也可以瞑目了,林教授也可以隐退江湖不卖红薯了。但科学家总得有刨根问底的精神。他们还是要问:
为什么我们没有更强的消灭自由基的能力?为——什——么啊?





三、古来万事贵天生

已经看完前两章了,嗯?
你知道生物为什么会衰老了吗?
很抱歉,还不能这样说!我们只是探讨了生物“怎么”会衰老,至于生物“为什么”会衰老,我们还没有提及。
“怎么”和“为什么”有何区别?我想起了一个笑话。某人每天开车去买冰激凌做晚餐的甜品,他发现,每次他买了香草冰激凌,准备回家的时候,汽车总是启动不起来,如果买其他口味的冰激凌,汽车就能顺利启动。
如果要问他的汽车“怎么”不能启动,答案很简单,就是他买了香草冰激凌。
如果要问“为什么”,答案是这样的。后来一个聪明绝顶的汽车修理工,终于发现了问题所在,冰激凌店把装香草冰激凌的桶放在最前头,此人买香草冰激凌所花的时间,比买其他口味冰激凌的要短。汽车引擎没时间凉下来,自然就启动不起来了。
冰激凌的故事可以用来比较“怎么”和“为什么”:都是在追溯事物的原因,但“怎么”是指所谓的“近因”,而“为什么”是指更深层更根本的原因。
要回答生物世界里的“为什么”,却不提某位脾气很好的白胡子老头,是非常、非常不应该的……
大自然中每天发生的事情,无非是物竞天择,适者生存。在残酷的生存竞争中,软弱的生物死掉,坚强的生物活下去,生养坚强的小孩。这就是达尔文(Charles Robert Darwin)提出的进化论精髓。

生存竞争的残酷让我们咋舌。著名的生态学家和作家,有“美国环保之父”之称的阿尔多•李奥帕德(Aldo Leopold),曾写道:
……在那十年间被我们装上脚环的九十七只鸟当中,六五二九○(脚环的号码)是惟一能够存活五个冬天者。这些鸟当中有三只活了四年,七只活了三年,十九只活了两年,而六十七只在第一个冬天之后就消失无踪了。因此,倘使我向鸟儿卖保险,我可以胸有成竹地估计保险费……我将以什么货币来支付那些寡妇?大概是蚂蚁卵吧!
今年在你耳畔欢唱的小鸟,已经不是去年的那一只了,它很可能已经冻僵在寒风里,葬身在鹰或猫或蛇的肚子里,或者牺牲于同类间的打斗。五年只是小鸟寿命的一半而已,但活过五年的小鸟,已经是百里挑一的长寿者。
这一切告诉我们,动物在大自然中活到高寿,是非常不容易的。
研究进化论的生物学家,1960年的诺贝尔生理学奖得主,彼得•梅达沃爵士(Sir Peter B Medawar),就是从这里入手,揭开了动物“为什么”会衰老的谜题,他差不多跟那位修理工一样聪明。


假设有一只基因突变的鸟,它在2岁时非常强壮,能够逃脱寒潮和流浪猫的追击,这是非常有益的,因为97-67=30,有三十只鸟能活到2岁,生育许多在2岁时很强壮的小鸟,于是“2岁时强壮”的鸟会越来越多。再假设另一只鸟,它在2岁时会瞎掉眼睛,成为流浪猫的晚餐。这是很大的不幸,很可能活不到生儿育女的年纪,不用说,“2岁时瞎眼”的鸟会越来越少。
九十七只鸟里只有一只能活过5岁,与能活过2岁的鸟相比,数量是1比30。真可怜。如果小鸟不是在2岁时,而是在5岁时变强壮或者瞎眼,又会如何呢?
假设一只普通鸟活过一岁之后,每年都能生5只小鸟,一只特别强壮的鸟每年生10只小鸟,一只瞎鸟会在它变瞎的那一年挂掉,断绝子嗣。我们这里有九十七只普通鸟,九十七只“2岁时强壮”鸟,九十七只“2岁时瞎眼”鸟,九十七只“5岁时强壮”鸟,九十七只“5岁时瞎眼”鸟。
让我们算算看(如果觉得这么多的加减乘除烦人,你可以只看结果):



普通鸟:六十七只鸟(活不到一岁就死去了,下同)各有0只后代,十九只有5只后代,七只有10只后代,三只有15只后代,一只有20只后代。
总计:(67×0)+(19×5)+(7×10)+(3×15)+(1×20)=230
“2岁时强壮”鸟:六十七只鸟有0只后代,十九只有10只后代,七只有20只后代,三只有30只后代,一只有40只后代。
总计:(67×0)+(19×10)+(7×20)+(3×30)+(1×40)=460
“2岁时瞎眼”鸟:六十七只鸟有0只后代,其余三十只鸟第二年就瞎了,全军覆没。
总计:(67×0)+(30×0)=0
“5岁时强壮”鸟:六十七只鸟有0只后代,十九只有5只后代,七只有10只后代,三只有15只后代,一只有25只后代。
总计:(67×0)+(19×5)+(7×10)+(3×15)+(1×25)=235
“5岁时瞎眼”鸟:六十七只鸟有0只后代,十九只有5只后代,七只有10只后代,三只有15只后代,一只在满5岁时挂掉,所以也只有15只后代。
总计:(67×0)+(19×5)+(7×10)+(3×15)+(1×15)=225


结果一目了然。历经生存竞争,“2岁时强壮”鸟子嗣最多,普通鸟取得平均数,“2岁时瞎眼”鸟惨败,年老时才出状况的鸟,不论是强壮还是瞎眼,都跟普通鸟没明显的差别。
恭喜恭喜!你已经接近了梅达沃爵士对“为什么会衰老”这一问题的答案。
我们和小鸟(以及信天翁、蜂鸟、大象、老鼠和圆蛤)一样;在年轻时充满活力,是因为生存竞争——也就是进化——的结果,年轻时强壮是很大的优势,容易取胜;我们会衰老,也是因为进化,年老时衰弱反正不算太大的劣势,不易被淘汰。
另一位生物学家乔治•威廉斯(George C. Williams),尽管没有获诺贝尔奖,也是非常聪明的人(他的科普作品《我们为什么生病》,讨论进化论和医学,实在是非常精彩,值得一看)。他认为,我们会衰老,也许是年轻时充满活力的代价。


再假设另外九十七只突变的小鸟,它们在2岁时很强壮,但在5岁时会瞎眼,我们再用老办法算一算,它会有多少后代:



六十七只鸟有0只后代,十九只有10只后代,七只有20只后代,三只有30只后代,一只在满5岁时挂掉,所以也只有30只后代。
总计:(67×0)+(19×10)+(7×20)+(3×30)+(1×30)=450


比“2岁时强壮”鸟差一点,但比平均水平强多了。
威廉斯给梅达沃的答案锦上添花:在年轻时强壮,年老时衰弱的动物,虽然年老时会吃苦头,却能在生存竞争中取得优秀的成绩。大自然作出了无奈的选择——丢卒保车,让我们年轻时强壮,老迈时衰朽。
青春活力很可能是一把双刃剑。有些人吸收铁的能力很强,在年轻时代这是有好处的,能够避免贫血,然而铁会逐渐在肝脏中沉积,在老年时引起致命的肝硬变。少年听雨歌楼上,在春风得意时,我们应该想到,我们这是在吃老本。
如果不是九十七只小鸟中有一只能活到5岁,而是九万七千只里只有一只能活到5岁,会怎么样?
“5岁时瞎眼”鸟的劣势会更小,因为能活到这个岁数的鸟更少了,它们少生育的劣势也就更加微不足道。
反过来,假设九十七只小鸟中九十只都能活到5岁,就完全不同了。这九十只鸟子嗣众多,5岁时瞎眼成了很大的劣势。
一只鸟,或者老鼠或者大象,活到晚年的可能性越大,衰老的劣势越大,生存竞争也越有可能排除掉衰老的鸟。所以,那些生活在安逸环境里,有可能安度晚年的鸟,进化已经淘汰掉了它们早衰的同类,让它们活得越来越长寿。
这就是大象和老鼠,圆蛤和蜂鸟寿命不同的真正原因:老鼠总是活在猫蛇鹰隼和寒冷饥荒的威胁中,很难活到老年,早衰的老鼠几乎没有劣势,所以老鼠活得短,成年的大象几乎没有害怕的东西,早衰的大象很容易被淘汰,所以大象活得长。
换句话说,生于安乐,死于忧患!
小动物通常不如大动物生活安逸,体型大就不容易被吃掉,而且更能忍受冷、热、饥荒。进化的结果是,大动物往往更长寿。
鸟类寿命比哺乳类长,是因为它们能飞,方便逃离危险,还能找到更多食物。
豪猪因为有刺甲护身的原因,是啮齿目动物中最长寿的。乌龟有更牢固的铠甲,去年12月6日,一只名叫奇奇(Kiki)的巨龟在巴黎植物园野生动物中心过世,享年146岁。
我们有聪明的头脑、石器和火,足以在逆境中自卫,所以人类也很长寿——实际上是哺乳类中最长寿的,已知唯一有望挑战卡门女士的哺乳动物,是07年在阿拉斯加海域捕到的一只弓头鲸(Balaena mysticetus),在它的后脖子(好吧,鲸鱼没有脖子,但它至少有颈骨)里发现了一块捕鲸叉的残片,推测该凶器是在1890年生产的。

北极圆蛤之所以活得那么长,是因为它生活的海域太贫瘠了,几乎没有能吃它的动物,而且深海的气候变化很小,它又有厚甲作为保护,几乎没什么危险,只要别像阿明那样,碰上一帮好奇而残忍的科学家。
来看点有趣的东西吧:遇到敌人,老鼠只能在地上跑来跑去,可以活3年;松鼠可以上树,寿命超过7年;飞鼠能滑翔,个别能活到17岁;蝙蝠飞得像鸟儿一样好,它的寿命有多长?
哈佛大学教授,动物学家唐纳德•格里芬(Donald R Griffin)是研究蝙蝠的重要角色,有一次他带领一帮学生考察小棕蝠(Myotis lucifugus),这些蝙蝠带着脚环,上面刻着“上环”的年、月、日,所以我们可以知道它们大概的年龄。正在研究中,某大学生突然仰天长嚎一声:“这只蝙蝠比我年纪还大呢!”
难怪张果老自称天地混沌初开时的白蝙蝠精……

那么,为什么生活节奏快的动物会短寿?请先听我讲个可爱的童话:
从前有两个小女孩,有一天,父母让她们去姑姑家,姑姑很凶,她们不想去,就去求猫,让它洗脸,猫一洗脸天就下雨,她们逃过一劫。
猫洗脸是下雨的预兆,这没有错。但这个故事还是有点不对劲……
“下雨”是猫“洗脸”的原因,下雨时天气潮湿,猫觉得不舒服,所以要洗脸。反过来,“下雨”不是“洗脸”的结果。
“短寿”与“生活节奏快”的关系,就像“下雨”和“洗脸”的关系一样,“短寿”不是“生活节奏快”的结果,事实恰恰相反,“短寿”倒有可能是“生活节奏快”的原因。
一个原因是,如果你是鸟类或者哺乳类,你必须维持体温。你知道,一小杯水比一浴缸水凉得更快,身体小的动物,体温降低也比身体大的动物更快,所以你应该多吃,多呼吸,多产生热量,才能弥补体温的流失。
另一个原因是,如果你像老鼠,时刻生活在危险之中,还只有很短的年岁可活,你还想像乌龟那样慢腾腾地生长,成熟,没等到你有小孩你就完蛋了。如果你想活下去,你必须赶紧成熟,快生孩子。你还得尽量多生,因为猫、蛇和黄鼠狼在一旁窥伺着,必须生得比它们吃得更多才行。生育是需要能量的,所以你还得迅速呼吸,迅速进食,每分钟心跳300次。
达尔文对生物学的贡献,犹如牛顿对物理学,他的伟大之处,不是他告诉我们猴子能变人,而是用一个简单的规则——进化论——指导我们去解决生物学的“为什么”。
柳田理科雄的科普文集《空想科学读本》是一本怪书,它专门讨论科幻电影和动画是否合乎科学原理,例如吃巧克力的怪兽能否以2倍音速游泳。
其中一个重头话题是:保护地球和平的英雄奥特曼是2万岁,但是奥特曼的爸爸和妈妈分别是16万岁和14万岁!
姑且不提这长得离谱的寿命(阿明的50-400倍?),光是这两代人的年龄差距,就能把人吓死了。我们姑且认为奥特曼同学相当于人类23岁的毛头小青年,相应地,老爸是184岁,老妈是161岁,这对夫妇生下奥特曼时的年龄分别是161岁和138岁!嗯,真是晚婚晚育的模范。
为了解决这一问题,我们不妨启用梅达沃爵士的智慧结晶。奥特曼体型很大(像大象),会飞(像鸟),具备光波等自卫武器(哦……像乌龟?),这样的生物应该很少有天敌,也不容易受伤害,所以他们活得很长也不奇怪。
另外,鄙人郑重推出一个长寿秘诀——来点音乐,Please——那就是:当当当当当,晚婚晚育!
果蝇是科学家经常用来做实验的一种小昆虫,因为它们寿命短,繁殖快,而且很好养,果蝇变成成虫之后,一般只有三星期的寿命。
科学家麦克•罗斯(Micheal Rose)曾经在实验室里饲养一群果蝇,他把所有年轻(小于两星期半)果蝇下的卵都扔掉,只留下老果蝇的卵,让它们孵化出小果蝇,然后又扔掉年轻小果蝇的卵……
这时,果蝇年老时仍能保持旺盛的精力,就是很有利的事了,因为科学家强迫它们晚婚晚育,只有老当益壮的果蝇才能多生小孩。这样,老当益壮的儿子又生老当益壮的孙子,经过15代的选择,那些果蝇的寿命已经延长了30%,大概相当于我们延寿20多岁。
人类的培育竟然可以强大到这种地步!但回头想想,我们已经把狼改造成了吉娃娃和藏獒,把野草变成了高产水稻,“长寿果蝇”也只不过是一个小小的成果罢了。
英国的动物学家理查德•道金斯(Richard Dawkins)曾做过如此设想:
我们可以禁止在一定的年龄之前生殖,如四十岁之前。经过几世纪之后,最低年龄限制可提高到五十岁,以后照此办理。可以想见,用这样的方法,人类的长寿可提高到几个世纪。



四 玉山自倒非人推

想把人类育种15代,需要几百年的时间。凸凹曼的长寿法貌似不太实际,但我们还有更简便的老鼠节食法,每顿少吃三成,效果比果蝇也不差,但我们不知道这对人类是否有用,好,我现在要追求一批实验品……
什么?拒绝?你个享乐主义者……
声明一下,没有人——我是说没、有、人——确切地知道老鼠为什么吃得少就活得久,倒是有几种假说。也许艰难的环境能使老鼠的免疫系统更警醒,也许吃得少能产生比较少的自由基,也许在饥饿的情况下老鼠会皈依菊花酵母……
现在我想让大家考虑我最喜欢的一种假说。
如果让老鼠从小挨饿的,它们——似乎是废话——性成熟的速度会减慢,生殖力会降低,有时根本就绝育了。这种假说它们能活得更长,就是因为它们牺牲了“制造生命”,精力被用在了“维持生命”上。
澳大利亚森林里的棕袋鼩(学名Antechinus stuartii)外表就像是爱吃昆虫的小老鼠,每年7月份(南半球的春天),公袋鼩会陷入疯狂,上窜下跳搜寻母袋鼩,与情敌作殊死斗。一般的雄性动物,血液里的睾酮(对爷们纯度影响极大的雄激素)只有3%能正常发挥作用,大多和一种蛋白质结合在一起,处在抑制的状态下。但发春的公袋鼩血液里没有抑制的蛋白质,换句话说,他们体内的雄激素就是姜太公在此百无禁忌,曾经有公袋鼩日御12女,牺牲在战场上的记录。


这位英雄不是累死的,而是命中注定要死的——雄激素是个很危险的东西,心急火燎的公袋鼩连吃饭都来不及,当然不会留意身边的食肉兽,会抑制免疫系统,让寄生虫和细菌上身,另外,紧张情绪还会让公袋鼩体内的其他激素失衡。总之,在短暂的狂欢之后,公袋鼩一个个被猫头鹰吃掉、病死、衰竭而死,这时离他们出生的时间,只有区区10个月。
生命的历史有38亿年,相比之下,即使阿明的生命也只是一瞬而已,如果一个身体拒绝生育,即使它的生活再安逸,体格再强健,死亡(也许是因为疾病,或者冰河时代,或者小行星撞地球)终究会找上它,然而构造身体的配方——基因可以通过繁殖代代相传,生生不息。
像人类和阿明这样生活安逸的动物,有充足的时间一次又一次地生儿育女,然而袋鼩时刻活在饥饿和众多天敌当中,公袋鼩只有一次机会,那些孤注一掷,把全部精力投入到这唯一一次狂欢中的公袋鼩,会留下遍地儿女,把“过把瘾就死”的基因流传下去。
女人是非常奇怪的生物,因为她们有更年期。
女人的卵巢衰老速度,起初跟全身器官保持一致,每八年卵巢中的卵子的数量减半,然而到了30多岁时,卵子丧失的速度突然提高到每三年减半,于是卵子早早用完,跟生育有关的激素也停止分泌了,生儿育女的能力丧失,此时女人的一生刚过完2/3(40-50岁,生活条件好一点会晚一点)。这就是“绝经”。这是非常古怪的,如果一只动物自愿放弃了繁殖能力,它又怎么把基因遗传给下一代?导致绝经的基因理应断绝香火。
与人类最接近的动物——黑猩猩也会绝经,但那是在40多岁垂垂老矣的时候(黑猩猩活到50岁就算高寿)。母象活到50岁(大概也是她一生的2/3),还能保持她年轻时一半的生殖力。甚至男人都和女人不一样,个别BH的老男人到了90岁仍然能抱儿子。许多动物老的时候,生育能力也会慢慢减弱,但很少有像女人那样戛然而止的。
说到“为什么”女人要绝经,我们有两个备选答案。首先是进化生物学家喜欢的理论。为了孩子,母亲确实是牺牲了很多。我们是生产最艰难的动物之一,婴儿的脑袋很大,骨盆却很窄(太宽就把两条腿拉开,没办法走路了)。拥有“绝经”基因的女人,可以避免在年老体衰之时死于难产。绝经的女人照样可以致力于繁殖,她可以精心养育自己年轻时生下的孩子,或者孩子的孩子,这样把她的“绝经”基因传承下去。
另外一个答案是医生喜欢的。
现代工业社会只有几百年的历史,农业社会也只有一万年的历史,在此之前,人类这种动物(学名Homo sapiens,科学家称为“智人”)已经在荒野中生活了20多万年。我们在“野生”状态下历经的生存斗争最长,经过进化长久的锻造,我们最适应的也是在草原上东跑西颠,男人狩猎,女人采集。这种生活环境被科学家称为EEA(Environment of evolutionary adaptation的简称,意思是“进化适应的环境”)。
EEA虽然是纯天然野生状态,但你一定不会喜欢的,原始社会里摘果子的女人,总是面临疾病、野兽、劳累和饥荒的威胁,几乎不可能活到绝经期。生育力维持到四五十岁,对于她们来说刚刚好,反正活不了更久。在50岁绝经的女人,很可能在40岁时就死了,就像5岁时瞎眼的小鸟一样,不会在进化中落败。现在,优越的生活条件让女人可以活过四五十岁这道坎,绝经期就水落石出了。
这两个理论一言难尽,非常纠结。巨头鲸(学名Globicephala melaena)似乎可以为生物学家的理论作证。虽然鲸鱼没有月经,但野生的母鲸到了40岁就失去生育能力,跟绝经期很像。一般的母鲸在小鲸5岁时就断奶,但快要绝经的老母鲸会把最后一个孩子一直喂到8岁甚至10多岁。

那些直到今天还过着狩猎-采集生活的人,例如非洲和美洲的原始部落,差不多有四成的女人能活过绝经期,而医生的理论基础是天然环境下女人“几乎不可能活到绝经期”。但生物学家还不能笑到最后,科学家计算过,即使大龄产妇有风险,照顾老幺和孙子,繁殖后代的效率似乎比不上继续生小孩,绝经期的存在,真的是一件怪事。
从更年期纠结中退出来吧,我们来看一种很纠结的病:
亨廷顿舞蹈症(Huntington's disease)是非常可怕的遗传病,患者智力下降,健忘,暴躁不安,手脚激烈抽搐,像跳舞一样(因而称为舞蹈症)。亨廷顿舞蹈症像一颗定时炸弹,等到30-50岁时才爆发,而且病情发展得很慢,病人被折磨10多年才能解脱。
亨廷顿舞蹈症惊人的“耐性”,对于生命的生存来说是灾难,但对于基因的传承是有利的。舞蹈症的发病晚,患者被它干掉之前,就已经有了孩子,即使患者死掉,导致舞蹈症的基因也就可以平平安安溜到下一代。这种病虽然很痛苦很致命,进化却一直不能把它淘汰掉。
进化是个没心没肺的,从来不关心个人的生命和幸福。公袋鼩已经警告我们,繁殖是一件很伤身体的事。他是所有哺乳类中最短命的,母袋鼩要长寿一点,可以活到两岁,如果把公袋鼩阉掉,他也能活这么长。动过绝育手术的狗和猫都比较长寿,如果把大豆的花和豆荚都摘掉,它也能活得更长。但是说到勇气,谁也赶不上桂竹(学名Phyllostachys bambusoides,又叫刚竹),这种美丽的竹子能长到10米高,寿至120岁,然后开花、结籽,最后(你已经猜到了)死去。

加菲猫曾曰,爱情来得快去得也快,只有猪肉卷是永恒的,在生物世界并不太对。能享受猪肉卷的生活来得快去得也快,只有恋爱(然后结婚,然后生儿育女,然后把自己的基因传承下去)是永恒的。人生飘忽百年内,且需酣畅万古情,我们终有一死,但这不妨碍我们的基因乘坐生殖快车,攀向永生的高峰。

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