科學家發現人的壽命是由基因決定的,因此長生不老變得更簡單

生物 金融 科普 科學 造就 2017-06-13

針對死亡與自然選擇之間的關係,複雜系統理論家建立了一種新的模型,推翻了科學界長久以來的一種假設。

科學家發現人的壽命是由基因決定的,因此長生不老變得更簡單

自19世紀末以來,進化生物學家一直認為,自然選擇青睞長壽個體。乍一看挺有道理:活得越久,你就有越多的時間繁衍後代,將生殖潛力最大化。

至於有機個體的壽命是由什麼決定的,科學界的結論基本就是:外在因素(如捕食、疾病或意外)和內在因素(生物學上的衰老死亡)共同作用的結果。

但今年早些時候發表於《PLOS One》期刊的一項新研究顯示,這些理論是錯誤的:有機體的壽命也許在自然選擇的推動之下,形成了一個內控機制。換言之,自我毀滅的代碼就寫在我們的基因裡。

“不知為何,我們一直覺得,從某種根本層面上講,壽命帶有某種必然性。”新英格蘭複雜系統研究所(New England Complex Systems Institute)所長揚爾·巴-揚(Yaneer Bar-Yam)在接受電話採訪時說。“而我們則提出,這是不對的,壽命受制於自然選擇,而且就編寫在基因代碼之中。”

科學家發現人的壽命是由基因決定的,因此長生不老變得更簡單

乍聽上去,這個概念有點自相矛盾。傳統的進化理論植根於一種個體自私模型,壽命最大化是大勢所趨。想想也在情理之中:要是一個基因能讓個體在“自然保質期”結束前早早死去,那它就很難世代傳承。但自然界中有很多例子,似乎直接違背了這一理論。

就以單次繁殖的物種(如章魚)為例,在完成生育之後,它們的生命就戛然而止了。很多理論都試圖調和其中的矛盾,但扛不住各種反證,比如,若用手術移除章魚的某個激素腺,章魚就能持續存活並交配;否則章魚就會死亡。這種奇異的性狀所呈現出來的,是基因編程的烙印,而非生物學衰老的跡象。

巴-揚和他的同事們提出的觀點是:自然選擇青睞的一些性狀,其實是限制資源消耗與生殖的——而不是“自私”地求多——包括死亡,它就是用來限制壽命的。換言之,有機體的壽命也許還能更長,但自然選擇偏偏垂青更早掛掉的個體。

為得出這一結論,巴-揚和他在哈佛大學生物工程研究所的兩位同事從一個基本問題著手:有沒有這樣一種環境,它促使會基因自我限制壽命長短?

“答案是肯定的,而且從某種意義上講,還幾乎是普適的。巴-揚說,“這不僅僅是可能的,而且幾乎總是如此。”

那麼,對於死亡與自然選擇的關係,之前的理解為何謬以千里?1882年,奧古斯特·魏斯曼(August Weismann)確有提出,死亡是預編程的。但除此之外,進化科學家們在探討進化選擇的效果時,都是將所有生物體及其環境取平均值,而不是將有機個體置於當地環境之中。由於將個體單獨提了出來,脫離了其在特定種群內的位置,所以,這個平均值忽略了個體及其所處環境的之間的關係。

為了更加動態、準確地理解死亡進化,巴-揚和同事們用到了一種複雜系統研究常用的方法,名為空間建模,並由此證明,短期優勢(比如長壽或“自私”的資源消耗)可能在長期內變成重大劣勢,反過來,短期劣勢也可能發展為長期優勢。

巴-揚等人的研究顯示,這種自我限制的範式存在諸多長期成效,不僅限於資源消耗和生殖。它還支配著種群內個體的壽命——視物種的本地環境而定,或優化,或限制。

自然選擇偏愛自我限制壽命的有機體,這種現象影響深遠。首先,它有助於闡釋人類當前面臨的一些問題,這些問題日益全球化,但放在銀河系的背景下,仍然相當本地化。在自我限制的範式之下,我們的經濟體系基本無法運轉——全球金融資本主義,顧名思義,其本質就是擴張性的,它的繁榮是建立在人類自利行為的基礎上。雖然在短期內。它對大多數自私個體都有利,但如果巴-揚和他的同事們沒有說錯,那麼長期來看,它對人類來說也許是災難性的。

科學家發現人的壽命是由基因決定的,因此長生不老變得更簡單

“人們的所作所為影響到他們的環境,進而影響到人的生存能力。”巴-揚說。“如今我們都意識到了這一點。如果過度消耗自身資源,你的處境就會非常麻煩。”

但事實也並非一片愁雲慘霧。巴-揚指出,如果死亡就編寫在我們的基因之中,那麼這也就意味著,它也許是可以纂改的。

“人的壽命基礎奠定於數百萬年前,現在,我們的生存環境已經大不相同,”巴-揚說,“也就是說,我們可以調整這一機制,讓人類活得更加長久。”

翻譯:雁行

來源:motherboard

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