形形色色的衰老（下）

撰文/闵嘉德（Josh Mitteldorf） 翻译/汪婕舒

逆转衰老

1905年，荷兰生物学家弗里德里克·斯多皮布林克（Friederich Stoppenbrink）研究了真涡虫（Planaria）的生命周期。这是一种扁虫，通常出现在淡水池塘里。他注意到，当这种动物食物不足时，会有计划地吃掉自己。从最可消耗的器官（性器官）开始，慢慢吃到消化系统（在饥荒年代反正用处也不大），接着是肌肉。在这个过程中，真涡虫变得越来越小，直到只剩下最宝贵的部分——大脑和神经细胞。斯多皮布林克称，当他再次喂食时，它们又重新生长，迅速长回了之前吃掉的部分。此外，它们的外表和行为看起来都像年轻的真涡虫一样。当那些没有经历过饥荒的同龄真涡虫因衰老而逐渐死亡时，这些经历了饥饿和重生的真涡虫依然活蹦乱跳。这个实验可以重复一遍又一遍，只要斯多皮布林克一直让它们经历挨饿和重生的过程，它们就会一直活下去，丝毫没有衰老的迹象。

2010年，灯塔水母（Turritopsis nutricula）一夜成名，只因它在科学新闻中被捧上了“永生”的宝座。灯塔水母的生命周期分为水螅体与水母体，幼体以水螅体的形式固着生活，成年后以水母体的形式游泳生活。但一旦遇到环境恶化，成年的灯塔水母能倒退为水螅形态，从头再活一次。这是通过将分化细胞变回干细胞来完成的，与正常的发育方向（干细胞到分化细胞）截然相反。从本质上说，就是在生命的单行线上逆向行驶。

腐尸甲虫（Trogoderma glabrum）也有一个类似的绝招，但只有挨饿的时候才用。它们的一生都在树林中的尸体上度过，成长中会连续经历6个不同的幼虫阶段—先像蛆、接着像马陆、然后像水黾，最后才变成六足的甲虫。1972年，美国威斯康辛大学的两名昆虫学家在试管中将处于第6阶段的幼虫（即将变成成虫之前）分离了出来。他们发现，如果食物短缺，它们能够退回幼虫的第5阶段；如果几天都吃不到食物，它们会逐渐缩小和倒退，直到变成刚孵出来的蛆虫的样子；如果恢复喂食，它们又能再次向前生长，经历正常的发育阶段，变成成虫，并拥有正常的寿命。他们一次又一次地重复这个周期，让它们先长到幼虫的第6阶段，然后让它们挨饿，退回第一阶段。这样，这些甲虫的寿命从8周延长到了两年多。

持续再生与性

水螅是一种放射对称的无脊椎动物，在身体上方有一个口，周围包围着触手。如果触手被切掉，还能够长回来——就像希腊神话中的勒拿九头蛇一样，因而共享着相同的英文名（Hydra）。它们用触手抓住水蚤等浮游生物，并以此为食。也有些水螅是绿色的，依赖着在它们透明肌肤下的共生藻类。曾经有人对水螅开展了4年的研究，从野外捕捉了各种年龄的样本，发现它们似乎不会自然死亡，随着年龄增长被捕食者吃掉或生病的几率也不会增加。在人体内，有些细胞（比如血细胞、皮肤细胞和胃黏膜细胞）会不断死亡和重生。而水螅似乎全身都是这样，每隔几天便能从干细胞基底中自我更新。一些细胞会掉落和死亡；但还有一些，假如体积足够大，就能像萌芽一样从原来那只水螅的身体上伸出来，长成一只克隆的水螅。这是一种古老的繁殖方式，完全不需要性就可以完成。对水螅来说，有性繁殖似乎并不是必须的，而只是偶尔的放纵。

近期一篇文章声称，水螅其实是会衰老的，其表现是它克隆的速度会变慢。研究者认为，克隆体会继承“父母”的年龄。他的假说是，只有有性繁殖才能“重置”衰老的时钟。如果这是真的，那么，水螅衰老的方式就回到了单细胞的原生生物，比如草履虫。

草履虫的衰老我们在此前的专栏中已经介绍过。对它们而言，克隆的次数记录在端粒中。当端粒短到一定程度时，细胞便衰老而无法分裂。只有有性繁殖可以重置端粒上的“时钟”。这一古老的衰老方式迫使个体必须与群体分享自己的基因。高等生物（包括你和我）也有端粒，并且，端粒在我们的一生中通常会越来越短，直到我们死去（癌细胞则逃离了端粒的束缚）。只有在繁殖时，两个不同亲代的配子细胞形成新的个体时，端粒才会重置。

衰老的开关

蜂后和工蜂拥有相同的基因，它们的寿命却相去甚远。对蜂后来说，是蜂王浆（更确切地说是蜂后浆）关掉了衰老的开关。当一个新的蜂群形成时，育幼工蜂会选择—就目前所知是随机选择— 一只幼虫，喂以蜂王浆。蜂王浆中某些具备生理活性的成分促使这只幸运的幼虫成长为一只蜂后，而不是一只工蜂。蜂王浆赋予了蜂后过度发育的生殖腺，使其长出了独具一格的体型。蜂后在职业生涯的开端会飞出去一次，在这过程中，她会与十几只不同的雄峰进行交配，并将精子存储起来，以备今后数年使用。

工蜂只能活几个星期，然后会因衰老而死亡。虽然蜂后的基因与工蜂完全相同，却没有一点衰老的迹象。蜂后可以生存和产卵许多年，如果蜂群足够健康且稳定，甚至可以延续几十年。她们是不老的奇迹，只有在用尽婚飞时存储的精子之后才会死去。直到那一刻，她还是能够产卵的，可是这些卵未能受精，只能长成无刺的雄峰。接着，过去尽心侍奉蜂后的工蜂就会杀死这个衰败的皇后：团团围住并将它刺死。

这意味着什么?

衰老的方式和持续时间五花八门。许多人认为，衰老是物理定律造成的，任何东西用久了都会磨损，只不过有些东西比其他东西更耐久一些。其实，衰老与磨损的相似性只是一个幻觉，衰老与熵增定律并无关系。我们看到，大自然让生命体拥有了五花八门的衰老形式。与生命体的所有特征一样，衰老也来自于进化。它塑造了寿命的长短，使其能够适应它们所处的生态系统。

本文发表于《科学世界》2017年12月

发布于 2019-04-17