探寻生命奥秘：生殖与寿命之谜（第十篇）

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在简要讨论表观遗传学之后，我们继续讨论我们的主题：衰老和死亡。正如我们之前提到的，虽然很多研究告诉我们，我们的衰老和死亡与很多因素有关，而且这些因素都是基于大量的研究，但是，透过迷雾和噪音，从进化论的角度来看，我观察到的最重要个与衰老和死亡相关的键如下：

1. 生殖；2. 压力；3. 遗传与变异 (包括表观遗传)。事实上，这三个因素之间的关系是相互影响的，不能截然分开。我现在正试图将它们一一分开。

3.2.2 生殖与寿命的关系。经过前面几章的长时间讨论，我们观察到了一些可以揭示生命本质的有趣现象。现在，我们讨论繁殖与寿命之间的关系。其实，在前面的讨论中，我们已经清楚地看到了繁殖与寿命的关系。例如，西北大学关于线虫衰老和死亡的报告揭示，线虫衰老和死亡是由线虫的生殖干细胞触发死亡开关引起的。红鲑鱼产卵后的自杀显然与繁殖有关。在进一步讨论繁殖对寿命的影响之前，我们先简单介绍一下有关繁殖的一些基本概念。

繁殖可分为两大类：1. 无性生殖；2.有性生殖。关于无性繁殖和有性繁殖的起源及其对死亡的影响，之前已经讨论过很多。现在我们进一步讨论生物“生殖策略”。的繁殖策略，采用有性繁殖的物种可以分为两大类，单次繁殖和多次繁殖。：

单次繁殖的生物一生仅繁殖一次，如一年生植物（包括所有谷类作物）、某些鲑鱼、蜘蛛和竹子。这些生物通常在繁殖后不久就会死亡。

多次繁殖的生物会连续循环（如每年或每季度）产生后代，如多年生植物等。多种繁殖动物可以适应多个季节和周期性环境变化。

现在我们来比较一下单一育种和多重育种两种策略。从理论上讲，单次繁殖策略的进化速度相对较快，而多重繁殖策略的单位能量消耗更少，机会损失也更少。两种策略都有各自的优点和缺点。至于哪一个更好，我们得放到各自具体的竞争环境中才能知道。

当我们观察单繁殖动物时，例如大多数昆虫，我们经常发现它们中的许多似乎并没有经历严格意义上的衰老。它们存在的唯一目的似乎就是繁殖。一旦繁殖完成，它们的使命，包括生命，都将结束。很多昆虫刚刚看起来还活得好好的，根本没有衰老的迹象，但繁殖完毕之后，往往会在很短的时间内死去。它们似乎和线虫一样，没有衰老的概念，它们的死亡只是一个开关的打开和关闭。一些单繁殖生物体，例如许多龙舌兰物种，寿命非常长，可能需要长达100 年才能成熟。然而，一旦它们成熟并繁殖，它们就会立即死亡。对于单繁殖竹子来说也是如此。有一年，它们开花繁殖，导致大量死亡，甚至还唱起了一首脍炙人口的歌曲：《熊猫咪咪》。至于单一繁殖的红鲑鱼，实际上并不是严格意义上的单一繁殖动物，而是采用单一繁殖策略的多重繁殖动物。

即使是多次繁殖的生物体（高等哺乳动物除外）似乎也只是为了繁殖而存在。许多多次繁殖的低等动物一旦停止繁殖，往往就意味着死亡。另外，在多次繁殖的低等生物中，衰老现象也不是那么明显。正如前面所讨论的，我们可以观察到单次繁殖的线虫的寿命只有两到三周，并且在繁殖后很快就会死亡。然而，它们的近亲美洲钩虫可以多次繁殖，寿命可达15年，平均每天可产卵5000至10000个。我们还可以观察到，同样的低度多繁殖血吸虫病的寿命长达几十年，这几乎和它的宿主，早期人类的寿命相当了。而且，具有超强再生能力的血吸虫似乎不会衰老。此外，血吸虫病在中间宿主钉螺中无性繁殖，而在最终宿主中仅进行有性繁殖。此外，如果线虫进入所谓的“dauer幼虫”状态，它也会停止衰老。总之，生命的奇妙往往超乎我们的想象。

至于真正的衰老现象，我们可能得在哺乳动物身上寻找。在哺乳动物身上，我们可以观察到更严格意义上的衰老现象，也就是我们所熟悉的那种进行性衰老。我将在本文后面讨论这个话题。

总之，我们可以观察到，为了繁殖，生殖是生命的一个非常重要的环节，许多生物的寿命，都和生殖相关。要么像单繁殖线虫一样，产卵后突然自杀；要么像单繁殖线虫一样，在产卵后突然自杀；或者像许多多重繁殖生物一样，它们试图延迟开关的打开以延长寿命。一些寄生虫的寿命策略与许多大树有些相似。因为延长寿命符合他们的最大利益，所以他们延长寿命（延迟死亡开关）。因此，我们可以观察到，同样属于线虫纲的秀丽隐杆线虫的寿命只有20天，而美洲钩虫的寿命可达15年。

如果上面的例子还不足以说明问题，我们再看一些例子。相信有人可能会质疑这些生物体寿命的巨大差异。大概是因为毕竟是不同的物种，或许各自都有着自己非常特殊的基因，才导致了如此巨大的差异。所以，我们下面要观察的例子，则会告诉大家，即便是同一个物种，甚至可能是同一个DNA拷贝，寿命也可以有巨大差别，而且这个差别，可以高达几十到100倍！关于繁殖对寿命的影响，一个有趣的例子是蚂蚁和蜜蜂。与大多数只繁殖一次的昆虫不同，蜜蜂和蚂蚁繁殖“多次”。虽然它们大多数一生只受精一次，但它们可以储存精子或受精卵泡并慢慢使用，以达到“多次”繁殖的目的。（白蚁可以多次交配，成为真正的多重繁殖昆虫）。同是雌蚁的蚁后与工蚁的基因完全一样，但是一般蚂蚁的蚁后的寿命可能长达15年，是工蚁的100倍。白蚁蚁后的寿命甚至可能长达50至70年。蜜蜂的寿命也是类似，同是雌蜂的蜂后和工蜂之间也存在着巨大的寿命差别，蜂后的寿命可以长达4到5年，而工蜂的平均寿命只有45天。我们已经知道，蜂王和工蜂唯一的区别长大后所喂养的食物是不同的。蜂王喂的是蜂王浆，蜂王浆能促进保幼激素的分泌，而工蜂喂的是普通的花蜜和花粉。至于蚂蚁，我们现在知道的是，蚁后通过信息素抑制工蚁的产卵能力。另外，对于蚁后本身来说，如果体内储存的精子耗尽，她似乎并不会衰老。没有表现出任何衰老迹象的蚁后通常会立即死亡。蚁后死亡后，不受控制的蚁群会自动从普通工蚁中产生新的蚁后。至于雄蜂和雄蜂，它们的唯一目的似乎就是交配，所以它们往往在交配后立即死亡。从蜜蜂和蚂蚁的例子中，我们可以看到，许多解释衰老的主流原因或假设似乎无法解释蚁后和工蚁、蚁后和工蜂之间巨大的寿命差异。我们从中可以清楚地观察到，生殖以及相关激素和信息素对它们寿命的巨大影响。当然，我们这里需要再次强调的是：蜂后和蚁后之所以有这么长的寿命，内在的根本原因，并非是激素，也不是生殖，而是它本就有长寿的能力。激素其实只是一个信使，它的作用只是传递出一个信息，这个信使通知它们打开或者关闭死亡的开关。

图41. 白蚁蚁后、白蚁兵和工蚁的大小比较。白蚁蚁后的寿命可达50年以上。他们的例子告诉我们，同一个物种，即使是相同的DNA拷贝，也可以获得大范围的寿命调整，这个“大范围”的意思是：几十到100倍图像图42。工蜂、雄蜂和蜂王的体型比较。工蜂的平均寿命只有45天。蜜蜂的例子也告诉我们，同一物种，即使是相同的DNA拷贝，也可以实现大范围的寿命调整。这个“大范围”的意思是：大约40倍关于蜂王遭遇的一些细节，我们可以从2011年4月得知010-答案可以在30000杂志的一篇文章中找到[20]。对于蜂王来说，她摄入蜂王浆中一种名为Royalactin的蛋白质，这种蛋白质最终通过一系列过程增加她体内保幼激素的浓度，从而引发她的卵巢和身体的发育。变得更大和一系列的变化。打个形象的比喻，这就是说，在蜂王的体内，保幼激素等激素充当着信使的角色，通知着她体内的细胞：现在不要急于自杀。我们很荣幸收到通知。我们被任命为这个蜂巢的蜂王，负责整个蜂群的繁殖，这需要我们延长有机体的寿命。所以他们的系统重新调整身体和细胞的寿命，延长整个身体的寿命。同时，蜂王的下颌腺还能分泌一种信息素“皇家信息素”，对外抑制（准确地说是通知）蜂群内其他工蜂的卵巢不发育。此外，蜜蜂幼虫和蛹也能分泌类似的信息素来抑制或通知工蜂。与蚁后相反，白蚁蚁后体内的机制可能是调整身体默认长寿。当然，这不需要压力，包括充足的食物、工蚁的精心照顾、安全的环境等等。在巢外独居的蚂蚁一般只能活几天。在信息素的利用上，蚁后主要是分泌信息素，让这些激素走出体外，抑制工蚁的寿命。蚁后分泌信息素，让这个信使进入工蚁的体内，通知工蚁体内的细胞，让它们抑制自己的繁殖能力，或许在适当的时候引发它们自杀。白蚁信息素对蚁群的影响实际上更为复杂。对白蚁蚁后、雄蚁、兵蚁和工蚁的阶级分化和数量调节也起着至关重要的作用。

关于激素和信息素（费洛蒙）对生命的影响，我们将会在“压力对寿命的影响”中进行比较详细的讨论。由此，通过比较蜂王和蚁后内源激素和外源激素的不同作用，我们可以看出，在它们的繁殖过程中，激素充当了生物寿命控制和反馈的信使。双向作用—— 它可以延长或缩短寿命。而且我们也可以看出，生物体内的内在的，与激素和生殖既相关，又独立的，那种可以大范围调节自己寿命的能力。