↖  我们为什么会变老?-2..


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2019-10-28 , 258 , 0 , 225


1.2. 
解释衰老现象的几种学说

拮抗基因多效性说


前面对衰老现象的存在提出疑问的George Williams,却不谈外部因素,而是从生物内部来寻找衰老的原因。既然动物在生命的早期和晚期都拥有同样的基因,衰老可能就是由一些具有多重功能的基因引起的,这些基因的功能在生命的早期对身体有利,而到生命的晚期则对身体有害,叫做“拮抗基因多效性”(Antagonistic pleiotropy)。


例如性激素在青春期对生物的繁殖有利,但是在繁殖期过后又能够诱发卵巢癌(主要由雌激素诱发)和前列腺癌(主要由雄性激素诱发)。生长激素在生物的生长期有非常重要的正面作用,但是在生育期之后却促进衰老。


Williams的这个说法也是有一定道理的。我们在后文中将加以说明。同样的信号通路在年轻时对生长有促进作用,但是在生命后期却缩短生物的寿命。

 

1.3. 
解释衰老现象的几种学说

体细胞和生殖细胞之间的资源分配说


英国科学家Thomas Kirkwood (1951- )则认为,衰老是生殖和体细胞维护之间资源分配状况的结果(the balance between reproduction and soma maintenance)。

生殖细胞的任务是繁殖后代,是需要保持在高度完美的状态的,所需的资源也必须有保证;而体细胞是可以丢弃的,也不必用那么多资源来将体细胞维持在生殖细胞那样的完美状态,只要能够帮助生殖细胞完成产生下一代的任务就可以了,因此由体细胞组成的生物体会在生殖过程完成后逐渐衰老和死亡。


这种理论又叫做“体细胞可丢弃说”(Disposable soma theory)。这些思想现在看来也是有道理的。在生殖过程完成之后,由体细胞组成的身体真的会逐渐衰退直至消失。

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不过他进一步的推论就有问题了。他认为既然生殖细胞需要重点照顾,也就是要资源保证,生殖越多,消耗的资源就会越多,用于体细胞维护的资源就会越少,衰老就越快,也就是寿命更短。

UfqiLong

按照他的这种说法,生殖是以生物体的寿命为代价的。


为了证明他的这个说法,他和另一位科学家一起,收集了过去几百年间2,919名英国皇家妇女生育孩子的数量与她们寿命的资料。

根据他们对这些资料的分析,他们得出结论说孩子的数量越多,妇女的寿命越短,符合他们的预期。由于这篇文章是发表在《自然》(Nature)杂志上的,自1998年发表以来,一直被当作权威文章而被一再引用,作为孩子多的妇女寿命短的证据。


但是当我们去查看这篇文章中的原始数据时,就发现他们的这个结论并不成立。

例如没有孩子的妇女平均死亡年龄是74.4岁,而有一个孩子的是74.5岁,有两个孩子的是74.6岁,有三个孩子的是75.6岁,有四个孩子的是76.1岁,有五个孩子的是74.7岁,有六个孩子的是74.9岁,有七个孩子的是74.8岁,有八个孩子的是75.1岁,多于八个孩子的是73.2岁。


也就是说,从有一个孩子到有四个孩子,母亲的寿命其实是逐步增加的,而且都比不生孩子的妇女寿命长,只有到四个孩子以上,这种增加才不明显。

之所以他们能够得出孩子越多寿命越短的结论,是因为他们使用了一种叫做“泊松回归”(Poisson regression)的分析方法,而且已经有人指出,在这里使用这种分析方法并不恰当,因为这种方法要求其中的变量必须具有Poisson 分布,但这并不是这些数据分布的情形。


生育并不影响寿命,反而使母亲活得更长的结论也得到新近一些研究结果的支持。

2011年,荷兰和瑞典的科学家合作,统计了3,575名已婚妇女的寿命和生育状况的关系,发现有2至3个孩子妇女的死亡率比不生育的妇女低18%。

只有孩子数超过4个时,死亡率的降低才不明显,与英国皇家妇女有1-4个孩子寿命延长,有5个或5个以上孩子的妇女寿命增加不明显的情形相似。


2017年,瑞典科学家统计了从1911年至1925年间出生的所有瑞典妇女,总共超过140万人的资料,发现至少有一个孩子的妇女,比没有孩子的妇女活得长。

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UfqiLong

到60岁时,有孩子的妇女预期寿命比没有孩子的妇女长1.5年,到80岁时,有孩子的妇女预期寿命仍然比没有孩子的妇女长7个月。

当然其它因素也可能对有孩子妇女的寿命延长起了作用,例如有孩子的妇女一般社会联系比较多,有更健康的生活方式(例如少吸烟),还能在年老时受到孩子的照顾等。但是无论如何,Kirkwood关于生育缩短寿命的说法是不成立的。


反对Kirkwood说法最有力的证据是限食能够延长动物的寿命,从酵母、线虫、果蝇和小鼠都是如此。

如果说把资源用来重点照顾生殖细胞是体细胞衰老的原因,减少食物供应,应该使得情形更加恶化,寿命应该更短才是,因为总的资源少了,分配给维护体细胞的资源只会更少,但是实际的情形却是生命延长。

线虫的一些突变种的寿命被显著延长,但是这些线虫的繁殖能力却不受影响,说明生长和生殖是可以分开调控的,生殖不一定要以体细胞的衰老为代价。


还有人认为衰老是“被演化过程忽视的结果,而不是演化的意图”(senescence is the result of evolution neglect,not evolutionary intent),是“生长过程没有目的的延伸”(an aimless continuation of the same process that drives developmental growth),因此是“发育过程留下的阴影”(the shadow of development process),没有任何正面作用(serve no purpose)。

也就是说,所有这些假说都把衰老看成一件不可避免的“坏事”。


但是就如DNA双螺旋的发现者之一,Francis Crick(1916-2004)所说的,“生物学家都应该记住一个简单的规则,就是演化过程总是比你聪明”(Biologists should be guided by a simple rule, evolution is always smarter than he is)。

经过几十亿年的演化,衰老仍然是生物界中相当普遍的现象,说明衰老过程为生物的生存和繁衍所必须。把衰老看成无可奈何的“坏事”,是低估了演化过程的强大力量。




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+孩子 +寿命 +妇女 +体细胞 +生殖细胞

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