本
文
摘
要
所谓的死亡就是,一个生物从活着的状态,走向死的状态,并逐渐 *** 消失。
这个星球上几乎绝大多数生物都会死亡,除了水螅,水母,细菌和病毒等少数简单的生物。
水螅是水母、海葵和珊瑚虫的近亲,长得像蒲公英的种子,一端长一端生有触角。它也被称为九头蛇。九头蛇是希腊神话中的神兽勒拿九头蛇,它的头在砍去之后可以迅速再生,并且有剧毒,后被英雄赫拉克勒斯费了九牛二虎之力才杀死。在《山海经》一书中,也有九头蛇名为相柳,它生长在昆仑山,人面九头巨大无比,后被大禹所杀。水螅当然不是神话中为祸四方的怪物,但它也有神话故事中的怪物一般的能力,永生。
如果把它切成许多快,每一块都能再生为一个完整的个体。当环境适宜时,它会在身体上长处芽,芽随后发育成完整的个体。而在环境恶劣时,身体就会突出精囊和卵巢,通过自交繁育后代,而它的后代完全是自身的克隆体。水螅的出现,让科学家们重新思考,能否真的在自然界中找到开启长生不老之门的钥匙。也重新思考,死亡是否真的完全不能避免。
生存或繁殖?
20世纪中叶,人们把衰老形容为繁殖和细胞维持自我之间的权衡。简单地说,生物体从细胞诞生,而又通过细胞不断分裂和分化形成多细胞的有机个体。在性成熟之前,细胞不断地分裂分化,生物也不停地长大变壮。而这一切不过是细胞在不断地完善自我。在性成熟之后,繁殖成为主要目的,细胞的自我维持就会不受重视。从生物的生存角度来看,这种转变是在自然资源一定时的最优生存解——优先繁衍后代,可能会牺牲太多,但总不可能让青春期的孩子们负担起繁衍的重任吧。
洄游性鱼类的这种生存和繁殖的权衡更为明显。鲑鱼(三文鱼就是一种鲑鱼)常常在成年之后返回到上游产卵,产卵之后的成年个体会迅速死去。当卵孵化成小鱼之后,它们又会回到大海中,次年返回上游产卵。周而复始。
洄游过程中的鲑鱼生物中这样的例子还有很多。但为什么会这样?科学家们认为,这是自然选择导致——自然选择的力量必须要保持在一定程度,当自然选择对个体不再起主要作用时,个体就会逐渐被淘汰。
我们完全可以假定(或者培育)成年鲑鱼繁殖之后仍然能生存的长寿个体,等次年和他的孩子们一样洄游产卵。但进化上,长寿的鲑鱼没有任何意义,因为它已经把所有的遗传信息传递给了他的孩子们。即使次年他仍然能洄游产卵,但不过是重复性操作——进化不需要重复,也不需要备份,进化需要随时准备应对变化。
当然,鲑鱼只是一个极端的例子。并不是所有生物都只繁殖一次之后就死亡。大部分生物还是能生活更久,并产生更多后代。但,生活更久以及产生更多后代,都具有很大的风险性。
衰老是为了保护?
人类基因组中有一个BRCA(乳腺癌易感基因)基因。BRCA的突变能显著增加乳腺癌和卵巢癌的风险,但携带这种突变基因的女性通常也会有更强的生育能力。对于年轻女性,BRCA的突变使得她们具有生育优势,而之后,却让她们有更高的患癌风险。
但一个好消息是,细胞在停止分裂之后会进入老化阶段。即使携带突变基因,也因为不能继续分裂而诱发癌症。可坏消息是,细胞老化,就会使得人体代谢活动减慢,炎症积累,并随着年龄增长愈发严重,也就是我们常说的老年病。
从某种意义上说,细胞衰老确实保护了我们免受癌症的侵袭,死亡也是。但似乎代价稍微大了一些。
长寿的生物们如何避免衰老?
大部分生物都会有细胞老化的情况,但也有一些例外。许多木本植物几乎没有任何衰老的表现,以至于它们活了上千年依然非常葱郁。比如,在美国犹他州的鱼湖国家森林公园就有一颗潘多树,是一个巨大的杨树。这棵树是由一个单一树根体系连接而成的巨大 *** 体,它们的各部分基因相同。换句话说,潘多树是通过克隆自己而形成的杨树克隆王国。它占地超过40万平方米,估计重量超过6千吨,树龄估计已达1万年。
潘多树形成的树林潘多树采用的方式就是“去中心化”——通过不断生长,产生独立个体,当原始主体因为某些原因而死亡时,一些独立个体就成为新的“主体”。而所谓的新主体,其实并非主体,因为去中心化本身就是去除本体,让每个个体都有承担整个体系的能力。这种现象在植物中很常见。一些藤蔓植物,草本植物通过匍匐的茎寻找合适的土壤,然后茎的某些部位会生出根。薄荷就是最常见的一种,某些薄荷可能自始至终都是通过这种无性繁殖手段产生的克隆体,你要说它是永生的,好像也没错。
而水螅的一个近亲,水母,则是利用另外一种巧妙的方法来确保长寿。一旦它们受伤、生病或者是收到压力,它能够从成年反转会到早期的息肉阶段。准确地说,水母的永生其实就是“返老还童”。如果说潘多树采用的时“去中心化”策略,那水母采用的就是“集权化”策略——给某些细胞赋予“全能性”,当个体因为外界各种原因无法生存,就舍弃除“全能”细胞以外的其他身体结构,待条件适宜时,再生长出完整个体。
闭花授粉的植物似乎也具有类似于水母的特性,只不过更“高级”。闭花授粉的植物虽然是高等植物的有花一类,即可以通过雄蕊和雌蕊进行有性生殖,但它们通常在花朵展开以前就完成了授粉过程,所以能在自然界保持纯种。与之形成鲜明对比的就是通过媒介授粉的植物,比如通过蜜蜂等昆虫,还有通过风。很多植物的花会产生花蜜来吸引蜜蜂,当蜜蜂进入花朵吸食花蜜时,花粉就会散落到蜜蜂体表,当蜜蜂去其他花朵采蜜时,身上的花粉就会帮助那些花朵完成授粉过程。小麦就更加奔放了。小麦的雄蕊 *** 在外,会产生大量的花粉,当一阵风吹过,雄蕊上的花粉就会被吹向天空,至于能给哪个小麦雌蕊受精,完全随机。
小麦的雌蕊和雄蕊也有研究称,一些物种有“负衰老”的现象。这些物种在个体发育早期长长会表现出生育能力低下,或者早年根本无法繁殖,但随着年龄增长,反而“老当益壮”,精气神倍儿好。海象和鹿这种群居性动物就是如此。一头成年雄性通常会支配一群雌性动物,该种群的规模与成年雄性的年龄和体型正相关。
生育是长寿的天敌,繁殖意味着死亡
上面的一些例子虽然特殊,但也能代表生物界的基本情况——长寿是少数动物的特权,大部分生物都要面临死亡。
一般来说,越是长寿的生物繁殖力就越低下,所对应的生物等级就越低。这里的生物等级并非真正意义上的等级,而是相对的进化上的复杂程度。繁殖所带来的,不仅是个体数量的增加,还包括基因型的多样性。在外界环境不断变化的生态环境里,快速变化的基因型显然能够有适应变化的更多选择和可能性。而自然喜欢变化。
回到最初的问题,生物为什么会死亡。在这里我们可以做出一些推测,简单地说就是自然需要的不是长寿,而是不断变化的生命形式。