我们为什么会死亡？

• 威廉·帕克（William Park ）

2022年8月21日

江河湖海中，生活着各种神奇和怪异的海洋生物，因此，如果你从未注意过水螅（也称九头蛇，hydra）的存在完全可以原谅。

它以古希腊神话中头可以再生的蛇来命名，但其实是水母、海葵和珊瑚的淡水亲戚。它有点像蒲公英的种子，身子很长，一端有一簇触角，（看上去）平淡无奇。

但它们所拥有的一个非凡特征引起了生物学家的好奇：它们可以再生。如果你把一个水螅切成许多块，每一块都将会再生为一个新的完整个体。

它们再生的特性引起了在自然界寻找永生证据的生物学家的兴趣。为何这些物种似乎不会因自然原因而死亡？死亡是不可避免的吗？

交易与权衡？

20世纪中叶，人们把衰老形容为繁殖和细胞维持之间的一种交易。最初，生物体利用自身资源来生长，并让我们保持健康 – 以维持我们的细胞。在整个童年和青春期，重点是要存活和尽可能保持强壮和健康。在性成熟后，生育繁殖则成为首要重点，因为对大多数生物来说，资源有限。因此，优先繁殖后代可能会以牺牲健康为代价。

以鲑鱼（也称三文鱼）为例，它们到上游产卵繁殖，之后很快就会死亡。所有的一切都是为了能让鲑鱼有最佳机会到达产卵地，一旦抵达它会充分利用这一机会，因为鲑鱼游回下游，在海上再存活一年，然后再如此往返以及再次成功产卵的机会如此渺小，以至于自然选择绝不会青睐它们了。但不管怎样，它们已经将自己的基因成功遗传下来了一次。

但人们目前对生物为何死亡的理解已经更为具体。当生物达到性成熟期，自然选择的力量开始减弱，则开启了衰老过程，最终导致死亡。

但英国东安格利亚大学进化生物和生物老年学教授马克拉科夫（Alexei Maklakov）说，但它并非是为下一代让路，虽然可能“从利他角度来说比较吸引人”。

在我们一生中，我们的基因会发生各种变异，有些完全是偶然的，另外一些则是我们饮食和外部因素，例如紫外线的结果。大多数没什么作用或无害，很少是有用的。

牛津大学人类学系进化生物学家昆图里德斯（Gabriella Kountourides）说，在性成熟前，“任何减少生物体繁殖可能性的基因突变，甚至或者在繁殖前可能杀死生物体的（基因突变）都将绝对不会被选择”。

但一旦生物体达到性成熟，并能够把基因传给下一代的话，这时，自然选择的力量就开始削弱了。

自然选择

以产卵的鲑鱼为例。它能达到成年期并繁殖已经相当不错。它的后代也将很可能有成功产卵的机会。如果鲑鱼在产卵后发生基因突变，并随机延长了它的寿命，那意味着它可以再生存一年（虽然这极不可能），那些后代也将不会比它们（之前）的兄弟姐妹有什么明显的优势。鲑鱼已经繁殖了（没有基因突变的）一代。

从自然选择的角度而言，在繁殖后继续保持健康的努力几乎没有什么益处。因此，任何可能引起突变的基因就不再受到选择的压力，这将会导致基因突变更普遍。

昆图里德斯说，“作为个体还是希望能活下去。但（问题是）在这之后，自然选择就不会再如此努力了，因为再也没有什么可以继续传给下一代的了。”

当然，不是所有生物体都像我们前面所说的只产一次卵的鲑鱼那么极端。有些生物确实可以生存更长一段时间以繁殖更多后代。大多数基因变异对我们的DNA（脱氧核糖核酸）都将会产生负面、或没有什么影响。我们身体能够修复部分DNA损伤，但由于自然选择能力减弱，随着年龄增长，我们的修复能力也随之下降。

但衰老和死亡的方式有两种－由于自然选择削弱而导致的负面基因突变的积累；以及那些可能对繁殖有利但却可能对长寿不利的基因突变。

后者的一个例子可能是BRCA（乳腺癌易感基因）基因突变。BRCA基因突变已知会显著增加乳腺癌和卵巢癌的风险，但同时携带这种突变基因的女性通常也与生育能力更强有关。因此，BRCA基因突变在年轻时具有生育优势，但在生命后期则具有更大健康风险。但因为自然选择在性成熟后减弱，因此还是让生育繁殖优势胜过劣势。

俄勒冈州立大学生物学家麦克休（Kaitlin McHugh）说，“生命早期阶段所发生的一切都将胜过生殖年龄之后的事情，因为具有繁殖后代的能力才是最重要的。”

细胞停止分裂所导致的细胞老化（Cell senescence）可能是早期生命优势继而成为后期生命劣势的另外一个例子。老化可以保护我们免得癌症，因为它可以防止一个DNA受损的细胞繁殖。

但在生命后期，老化细胞在组织中积累则会造成损伤和炎症，它们是与年龄有关的疾病的先兆。

虽然大多数物种都会老化，但也有一些例外。例如，许多植物也表现出“可以忽略不计的衰老”。而且，已知某些物种可以活到数千年。

其中，一个尤其令人好奇的例子就是在美国犹他州鱼湖国家森林公园的潘多树（Pando tree）。这颗树实际上是由一个单一树根体系连接在一起的，基因相同的雄性颤杨树所组成的树林王国。它占地40万平方米，估计重量超过６千吨。有人估计它树龄可能已经超过１万年。

而水螅的一个近亲，永生的水母则利用另外一种巧妙的方法来确保长寿－如果受伤、生病或是受到压力，它能够从成年反转回早期息肉阶段。

“但是，在某一阶段，你不得不问问自己，它还是同一个生物，还是已经变成不同的东西了？”麦克休说。

如何收场

马克拉科夫说，也有一种说法是有些物种随着年龄增长反而更加成功－它被称为“负衰老”，但这方面的证据很有限。

他说，“如果物种的生态环境由于某些原因使之生育力普遍低下，或者根本无法在早年繁殖时，这就会改变自然选择的方式。”

比如，在一些如海象或鹿这样的“后宫”交配（通常指由一名雄性支配一群雌性动物的群体）的动物当中可能会找到这样的例子。一名雄性动物可能控制着一群雌性动物。该群体的规模、以及他可能拥有后代的数量，可能会随着他年龄和体型的增长而增加。因此，他的繁殖量会不断上升。

马克拉科夫说，虽然有些物种随着年龄增长确实还能保持其繁殖本领，但它们并非能真正代表所谓的“负衰老”，那些号称这样的研究可能存在缺陷。最终，一只海象将无法永远控制他的后宫。

但性可能在我们如何变老中扮演一个让人好奇的角色。根据伦敦大学学院阿诺特和梅斯（Megan Arnot，Ruth Mace）的一项研究，经常有性生活的女性更年期开始的更晚。他们认为这可能是一个权衡交换的例子－即如果没有怀孕的机会，那排卵所消耗的能量可以更好地被身体其他部分利用。

但在其他动物王国中，生育能力强似乎加速衰老过程，例如，与后代较少的蝙蝠相比，那些有更多后代的蝙蝠寿命更短。这也许是因为它们把一切精力都投注到繁殖上的缘故。

麦克休说，“这就好像是一种时间的交易一样。那些在生命早期繁殖很好的生物体到了生命后期则表现不佳。”（但水螅则是一个例外。它们的生育能力并不随着年龄增长而下降。）

同时，有一些物种的寿命在两性之间差异巨大。通常，蚂蚁、蜜蜂和白蚁的国王或王后同不生育的“工人”相比，生育能力高而且寿命也更长。

那为什么它们不会因为生育而减寿呢？答案可能在于“国王”和“王后”免受其他“工人”所面临的许多威胁。它们的生活方式如此不同，以至于衰老理论无法同样适用于它们。

既然生育繁殖对我们寿命有如此巨大的影响，那为什么我们（人类）许多人在停止生育后还能活这么久呢？

所谓的“祖母假说”显示，有年长亲属继续健在非常重要，因为生育成本高、风险大。祖母可以通过投资其孙辈来确保她们自己的一些基因保存下来，因此，从自然选择的角度来看，寿命长可能带来优势。

昆图里德斯说，“那些有祖母（包括外祖母）在身边的家庭生育能力更强，也许是因为妈妈能够集中精力要更多的孩子，而祖母们则帮助抚养已经出生的孩子。”

但由于孙辈只与祖母共享四分之一的基因，因此，他们与祖母的关系就像她与自己侄子和侄女的关系一样。

马克拉科夫说，“也可能只是因为过去没有足够女性可以活到50岁还可以生育。因此，对女性50岁生育力的选择就非常、非常低。”这又回到了衰老的核心原理上　－　即生育之后自然选择就会减弱。

我们晚年生活的许多方面可能并不令人愉快，但也没有什么强大的进化力量帮助保护我们免受其苦。