走在快车道上的生命

加拿大卡尔顿大学教授，主要著作集中在进化领域。

英国利物浦约翰摩尔斯大学的Reader（英国大学独有职称，介于教授和资深讲师之间）。在环境和生命科学等领域有一些著述。

《生态学与进化中的重大问题》[加拿大]Thomas N.Sherratt[英]David M.Wilkinson 著陶毅 范宋佳 王百桦 译高等教育出版社/2022.4/69.00元

在解释物种寿命的差异时，人们常常会认为（就像早期研究人员所认为的那样）寿命的长短与个体内在的新陈代谢速率有关，即“生命速率”理论——寿命较短的物种会以更高的速率燃烧生命。这一说法由来已久，早在公元2世纪，古希腊名医盖伦（Galen）就提出，人之衰老正如灯油燃尽。用现代的概念来理解，这句话可以解释为机体新陈代谢的速率越高，产生有害活性氧簇的速度就越快。这一学说简单且引人注意，比如说，长寿的乌龟显然不是多么活跃的动物，而休眠的细菌更可以将新陈代谢过程几乎关闭。有趣的是，在哺乳动物中，尽管不同物种间的寿命长短差异巨大，它们一生中的总心搏次数却大致相近。举例来说，大象（寿命为40～50年）的心搏速率（每分钟25次）就比鼩鼱（寿命为1～2年，每分钟心搏高达200次）慢很多。将这些观察推而广之，会使我们产生这样的疑问：我们的心搏总数真的是固定的吗？

尽管有以上这些吸引人之处，“生命速率”理论却并不足以解释物种间寿命长短的差异性。例如，在体形大小相当的情况下，大多数鸟类都比哺乳动物活得久，尽管二者都需要维持较高的体温。蝙蝠和老鼠同属哺乳动物，且体形大小相似，但前者的寿命远长于后者（蝙蝠能活30年，老鼠却只能活5年）。和温血脊椎动物相比，冷血脊椎动物新陈代谢的速率更低，但是将两者进行比较时就会发现，“生命速率”理论同样无法自圆其说。至少对人类来说，采用静态生活方式的人并不会比经常锻炼提高心率的人更长寿。

衰老：事实还是人造？

“损耗”理论本质上并不具有进化意义，因为它认为衰老只是一个物理和化学损害不断积累的过程，而生命体除了东补一点西补一点以外什么都不能做。我们之前已经看到了，这种理论并不能完全解释衰老现象，因为即使在环境损害大体相同的可控实验条件下，同一物种在不同形态下的寿命长短也不尽相同。除了这种古老的“损耗”理论，还有另一种（表述多样但意义一致的）很常见的说法：衰老是一种人造现象，和自然界根本没什么关系。人类和宠物之所以能活到衰老的年纪，是因为我们的小心呵护，而那些生活在野外的个体在变老前就已经都死掉了。

曾经有人请皇家不列颠哥伦比亚博物馆的研究人员Jim Cosgrove回答，为什么一条成年的雄性章鱼会攻击一艘小型科研潜水艇，他说道：“章鱼上了岁数之后会出现衰老的特征……有时候它们会做些奇奇怪怪的事。”事实上，关于自然种群中老年个体的记录非常少见，但这并不意味着衰老就不会发生。随着年龄的增长，个体与年龄相关的死亡率不断上升，而繁殖能力则不断下降，这一规律对于植物、鸟类、兽类，甚至细菌来说都适用。甚至有证据显示，随着年龄的增长，暴龙科恐龙的存活率也在迅速下降。在这些研究中，只有少数研究追踪了个体的一生，鹿角蝇（antler fly）就是其中一例。鹿角蝇是一种对生活环境要求十分特殊的昆虫，它们只分布在北美洲，并且只在被遗弃的鹿角上产卵。研究人员对野外一定范围内的鹿角蝇成年个体进行了标记，观察结果显示，尽管成年个体的寿命不到一周，但在短短数天内，其生存率和交配率就呈现出明显的下降趋势。在一项更早的研究中，研究人员标记了成年雌性豆娘个体，他们发现随着个体日渐衰老，其产卵率也显著下降了。

研究显示，在野外条件下，大角羊（bighorn sheep）、羱羊（ibex）、马鹿（red deer）等大型食草哺乳动物的死亡率都与个体的年龄相关。在另一些物种中，繁殖期后的死亡率则会迅速上升，比如一年生植物、许多种类的昆虫、几种鲑鱼以及一种有袋类哺乳动物。这就说明，衰老在自然种群中也是存在的，尽管它们衰老的方式相对人类而言十分剧烈。因此，虽然衰老可能在生活安逸的人类和宠物中更为普遍，但是因年龄带来的衰退在人工饲养和自然条件下都是存在的。

在多细胞生物身上我们能看到衰老的信号，那么单细胞生物也一样吗？如果一种生物通过将自身一分为二这种分裂方式繁殖后代，那么父母和子女的界限就消失了，即这些细胞不会衰老（从定义上看，“年轻的”和“年老的”个体是一样的）。然而，在现实中，我们很难找到完全相同的母体和后代。有证据显示，新月柄杆菌（Caulobacter crescentus）、大肠杆菌（Escherichia coli）和酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）在数次分裂生殖之后，均表现出了衰老的迹象。在实验中，这几种单细胞生物的分裂生殖速率随着时间的推移而不断降低，而且这些分裂其实都是不对称的，多数损伤都留在了发起分裂的细胞内，说明母体实际上承担了垃圾回收站的角色。由此可知，与多细胞生物相同，单细胞生物也会衰老，这就意味着从进化上来看，衰老具有悠久的历史。