作者段跃初
在神奇的动物王国里,生命的长度有着天壤之别。有些生物如蜉蝣,生命短暂到仅有几个小时 ,朝生暮死;而有的生物像格陵兰睡鲨,预期寿命至少为270岁,最长可能超过500岁,寿命跨度可达几个世纪。这种巨大的差异不禁让人好奇,究竟是什么在掌控着动物寿命的长短?
从基础概念来讲,衰老被宽泛定义为一种渐进且不可避免的生理退化,伴随着脆弱性增加和生存能力下降。衰老涉及生理退化,身体机能变弱,细胞、分子层面发生诸多变化,疾病发病率也会上升 ,像癌症、心血管疾病、神经疾病等。而且,对多数物种而言,一旦过了某个年龄阶段,死亡几率会显著上升,例如人类大约30岁后,死亡几率约每八年翻一番,老鼠等动物虽然寿命短,但死亡几率每隔几个月也会翻倍。
物种间寿命差异显著,即使在哺乳动物这一亲缘关系较近的类别中也是如此。仓鼠大约能活两年,老鼠和小鼠能活三到四年,而人类寿命可以超过100年 ,弓头鲸更是哺乳动物中的长寿冠军,估计寿命超过200年。当跨越到不同种类的生物,差异就更加惊人。比如水母中,灯塔水母拥有令人惊叹的“返老还童”能力,成年个体可以回到早期发育阶段重新开始生活,从某种意义上实现了“生物不朽”;而一些无脊椎动物,如轮虫,成年后甚至没有嘴巴,无法进食,生命也因此受到极大限制 。
科学家们认为,遗传因素在其中起着关键作用。不同物种的基因编码决定了其衰老速度和寿命上限。像老鼠,无论人们如何精心照料,提供优质饮食和舒适环境,它的衰老速度大约都是人类的20 - 30倍,这表明衰老速度由遗传决定,是刻在基因组里的“程序”。
外在死亡率也是影响物种寿命的重要因素。对于像老鼠这样的小型动物,在野外它们面临众多捕食者,野生老鼠很少能活过一年,为了延续种群,它们必须快速生长、发育和繁殖 ,生命节奏很快;而人类、加拉帕戈斯陆龟、大鲸鱼等,由于体型较大、智力较高或生活在特定保护环境中,受到捕食者威胁小,处于食物链顶端,有更多时间成长和发展,寿命也就更长。
在研究动物寿命和衰老机制的过程中,DNA测序技术发挥了重要作用。如今测序成本降低、速度加快,科学家可以对不同寿命的物种进行基因组测序。通过对比分析,研究人员试图找出与长寿相关的基因和通路,比如探究寿命更长的物种是否拥有更多的DNA修复基因 。同时,在模型系统中进行研究也是重要手段。由于直接研究人类衰老困难且耗时,科学家常利用短寿命的动物模型,例如果蝇寿命只有几个月,老鼠能活三到四年 ,通过操控这些动物的基因,观察其衰老过程和寿命变化,来探索衰老机制,期望这些研究成果能为人类抗衰老研究提供借鉴 。虽然目前在动物模型中已经取得了一些成果,如调整小鼠基因可延长其寿命达50%,调整蠕虫单个基因能使其寿命延长约10倍 ,但这些成果能否直接应用到人类身上,仍有待进一步研究和验证 。
动物寿命长短是遗传、环境、进化等多种因素共同作用的结果。尽管我们对这一领域的认识在不断加深,但仍有许多未解之谜,如人类衰老的根本原因究竟是什么,能否开发出有效的长寿药物等。未来,随着研究的不断深入,或许我们能从这些寿命差异巨大的动物身上获得更多启示,找到延缓衰老、延长生命的方法 。
参考文献:Animal Lifespans Offer Clues about the Science of Aging|Scientific American Magazine, June 12, 2025
来源: 科普文讯