Day67◊修理機制:理解生物衰老的邏輯

2017/05/07
Day67◊修理機制:理解生物衰老的邏輯
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這條音頻從進化的角度來說說衰老。

知識新聞說過很多關於進化的話題,就是自然選擇會把物種有利於延長壽命和有利於繁衍後代的特性保留下來。那為什麼人會衰老,不能活到200歲呢?最近有本再版的新書《第三種黑猩猩》,作者是美國著名演化生物學家戴蒙德,書裡從進化的角度解釋了衰老,我給你轉述一下。

對於衰老,有個觀點認為,人的生理系統不可避免地會老化,跟進化沒什麼關係。但是書裡提出了一個概念,叫生物修理機制,也就是我們的身體在不斷修復自己,跟修車差不多。修理機制分成兩種,一種是控制損傷,另一種是定期更新。

比如我們的皮膚被劃傷,細胞內就會有專門的酵素來找出DNA分子的受損部位並修復,這就叫控制損傷。同時,我們的身體每天都在不斷地更新細胞,有的細胞每幾天更新一次,有的每兩個月更新一次,這就叫定期更新。

既然身體可以控制損傷,也可以更新細胞,那為什麼不能一直保持完好呢?如果能定期更換關節,就不用擔心關節炎了。如果能定期更換心臟,也就不會得心臟病了。

為什麼人類的身體沒能進化出這些功能呢?這和修理的代價有關係。生物的能量是有限的,進化針對的是整個身體,而不是單個部位。如果改善身體的某個零件帶來了一定的好處,但和其他零件不匹配,或者某一處改善消耗了更多的能量,讓其他零件得不到充分的能量,這樣的進化就不會發生。

也就是說,身體的每一種特質不會進化成最佳狀態,而是搭配起來後,讓個體的壽命和生殖率達到最高水平。這也是進化的目的。打個比方,就像一輛小破車裝了頂級跑車的引擎,雖然說能提升車的速度,但為了和頂級跑車的引擎配套,還要換很多的零件,這樣成本太高,就不划算了嘛。

用這套邏輯可以解釋很多問題。比如女性一年只生一個孩子,看起來不符合進化的原則,因為進化機制會希望物種多生育。但是,如果女性懷孕三個星期就能生產,那母親的身體和胎兒都得有配套的變化。我們的身體每天得到的能量供應和消耗的能量都是有限的,如果把所有的能量都用來生小孩,完全不修復身體,那身體很快就會崩潰,沒等第一個孩子生出來可能就已經死了。如果把所有能量都花在修理身體上,也許壽命會增加很多,但是就沒有能量來生小孩了。所以,自然選擇要做的,就是在“生小孩”和“修理身體”這兩者之間找一個平衡點。

我們再用修理機制來討論一下衰老。一方面,如果一個物種意外死亡的概率低,那用來修理身體的能量就多,衰老得就慢。比如烏龜有殻保護,遭到獵殺的風險低,更多的能量就會用來修復身體,壽命就比大多數爬行動物長。但是那些容易遭到獵殺的哺乳動物,每天都可能意外死亡,即使下了大功夫修復身體,說不定明天就被吃了,所以修復的意義不大,進化機制會把更多能量用在繁衍下一代上。

另一方面,同一個物種的雌性比雄性壽命更長。因為雄性要從事高風險的競爭,比如跟其他雄性打鬥,意外死亡的可能性比較高。人類也是這樣,男性的衰老速度比女性快,也是因為進化機制讓男性花比較多的能量鬥爭,女性花比較多的能量修復身體。

總結一下,修復身體是要付出代價的,自然選擇不會只讓某一種機能得到進化,而是要考慮整個身體,要在生殖和壽命之間找一個平衡點。身體的衰老也不是哪一個主要因素造成的,而是全面衰退。以上,就是戴蒙德對於人類壽命的觀點,供你參考。

本文源自:《第三種黑猩猩》
音頻稿:王海

講述:於浩

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