解密衰老与死亡的秘密（2）
成为阿尔茨海默氏病（又称老年性痴呆）前提条件的基因也可能是由其早期的利益而被选择的基因。这是一种最常见的造成毁灭性智能破坏的病因，它在60岁时使大约5％的人，到80岁时使20％的人受累。它早就被认为是受遗传因素影响的疾病，因为许多家族性病例以及在21号染色体有3个拷贝的人中频率最高。1993年，杜克大学精神科学家发现19号染色体上的一个基因产生E4载脂蛋白特别多见于发生阿尔茨海默氏病的人中。该基因的杂合子在80岁发生该病的可能性为40％。据我们所知，还没有人找到后来发生阿尔茨海默氏病的基因在早期生活中的益处。国立老年研究所的拉波得提出一个有关的解释，他注意到阿尔茨海默氏病是以大脑进化过程中最晚出现的区域中的异常作为特征的，这个区域在其他灵长类动物中不存在。这使他提到四百万年来导致人类大脑迅速增加体积的基因可能引起某些人的阿尔茨海默氏病，或者产生尚未由其他遗传变化所介导的副作用。如果能够肯定早年生活中智力较高者，或者大脑体积较大者中具有发生阿尔茨海默氏病前提条件的基因，那将是十分重要的发现。<br /><br />有相当多的实验室证据说明有早期益处的基因引起衰老。群体生物学家苏卡（Robert Sokal）养育了一批家蝇（一种最普通的厨房害虫）选育其在生命周期中繁殖得最早的。40代之后，被选出的家蝇确实能够在早期产生更多的后代，但它们又同时老得快些，死得快些。有可能是被选基因在生命的早期有益而对晚期不利。生物学家罗斯和查理斯韦斯（Micheal Rose ＆ Brain Charlesworth）从另一角度做实验，培育在生命周期中繁殖得晚的果蝇。这种果蝇不仅在生命后期繁殖较多，而且也活得久些，但是后代总数较少。这个实验的结果，符合预期的人工选择剔除了有早期利益但需要付出后期代价的基因。<br /><br />有越来越多的证据表明这类基因是野生动物衰老的原因。多年来，老年医学家接受康富特的错误结论认为野生动物不发生衰老。他们对预期结果的观察中存在的一个典型错误，就是这些研究野生动物群体的科学家甚至没有想到较老的动物的死亡率与较年轻的动物的死亡率之间存在年龄差，他们假定死亡率在整个一生中保持一个不变的常数。现在，老年医学家开始去分析各种观察数据，对许多生物物种而言，衰老所减少的生殖成功率，比其他各种选择力加起来还要强。这并不证明多向性基因在衰老中所起的作用，但是它肯定对自然选择只是简单地没有机会剔除衰老基因的学说是一个挑战。<br /><br />当野生动物中衰老的证据支持我们的利益更替学说（trade?off theory）时，它又受到寿命可以延长的证据的挑战。大鼠的食物受到严重限制时，它们的寿命可以延长30％或更多。这似乎难以理解，因为简单的食物中热量限制而带来的寿命延长是与我们假定有许多基因共同作用而产生衰老的观点不一致的。那么为什么小鼠和大鼠吃得少些就能活得久些？<br /><br />第一种可能是与它们在正常情况下相比在实验室是吃得太多了，以致过早衰老，也许它们的身体并不需要太丰富的食物，所以饥饿实验不是延长了寿命而只是减少了过多食物的不良副作用。这似乎不对。大小鼠在实验室各取所需，尽其需要进食时并不比它们的野生同类体重高些，而实验室里营养不良的大鼠比野生鼠之所以活得久些是因为它们受到保护，免受捕食者和中毒之害。<br /><br />哈佛的生物学家奥斯特（Sleven Austad）评价了上百项关于限制饲料延长寿命的研究，发现只有少数研究提到一个决定性的关键问题：食物不足的大鼠可以活得久些，但是没有后代。事实上，它们不交配！它们停顿在生殖发育的前期，等待充分的食物供应。这对解释食物限制导致的长寿仍然具有重大意义，但是对一个进化论学者而言，延长了寿命而失去了繁殖的成功，并没有什么裨益，几乎与早死同样地不好。<br /><br />延缓衰老的几种因素<br /><br />衰老以及限制长寿的近期机制是什么？最近的研究找到了好几个。自由基，是一种性质活跃的化学结构，任何与自由基接触的物质都会受到自由基破坏。我们的身体开发了一系列防御机制，特别是被称作过氧化物歧化酶（SOD）的蛋白质，能在自由基造成损害之前中和它。缺少正常的SOD可以引起肌营养不良性侧索硬化症（Amyotrophiclateral sclerosis，亦名Lou Gehrig's病），这是一种以肌肉萎缩为特征的致命的疾病。SOD水平在各动物物种中与寿命有正比关系。从一个方面看，自由基损伤确实是衰老的近期直接原因；从另一方面看，证明自然选择又把防御机制调节到正好符合需要的水平。<br /><br />血尿酸水平，作为另一种抗氧化剂，也与物种的寿命密切相关。我们人类已经失去其他大多数哺乳动物都有的降解尿酸的能力。因为尿酸结晶会在关节液中沉淀并引起痛风，这种降解尿酸能力的丧失，在医学书籍中提到时总是说这是人类生物化学的一种缺陷。但是，它又可能是一种优点：它有利于我们活得较为长久的生命。<br /><br />这样高的尿酸水平，使许多人处于痛风跛行的边沿，这是一种什么选择优势？<br /><br />终于找到了尿酸盐有一种重要的有益作用。尿酸盐是有害的活性氧--羟基，超氧阴离子，单个氧原子，以及氧化血红素中间产物高价铁（＋4，＋5）的一种非常有效的清除剂。尿酸盐作为抗氧化剂的作用与抗坏血酸（维生素C）等效。人类的尿酸盐水平高于猿人（prosimians）和其他低级类人猿，可能跟人类的寿命较长、癌的发病率较低有关，尿酸盐在其中起了明显的作用。<br /><br />因痛风而火一样灼痛的拇趾可能是因为这一延迟衰老而被选择的基因的一种代价。这个基因有一种与前面已经讨论过的作用相反的作用，这个基因有利于晚期生命减慢老化却在整个成年期要付出代价。如果能够证明患痛风的人确实衰老得慢些，那将是十分重要的证据。<br /><br />有一种修复异常DNA的酶也是在寿命较长的物种中含量较高。这说明DNA的损伤也是一种自然选择的力量，与SOD和尿酸盐一样，也说明自然选择找到了一种解决的办法。如果把自然选择看成一种弱力量，就可以看到自由基和DNA损伤是衰老的一种原因。理解自然选择的力度，便可以使你倾向于希望自由基和缺陷DNA是受到进化出来的机制的限制的，这些机制同使生殖最大化所需要的那样有效。<br /><br />奥斯特指出，衰老的机制在物种之间多半不同。大鼠和小鼠，是大多数衰老研究的材料，与人类有很大的差距。不仅是种系发生学上的距离，而且在衰老的模式上也不一样。奥斯特因此主张进行物种间衰老的交叉比较研究去揭示常见的共同模式。他在佐治亚海边的一个小岛上用鼬（opossums，又名负鼠）开始做他的研究，这里的鼬已经在没有捕食者的条件下生活了几千年，因而估计它们有较长的寿命。野外工作用了几年时间--在岛上和大陆上捕捉鼬并测定其年龄。岛上的鼬很容易捕捉，因为它们在地面上睡觉，不作防御；而在大陆上的鼬则整天躲在很深的地洞里。研究的结果发现，岛上的鼬不仅是比它岸上的表兄弟活得长久些，而且在一系列指标上都老得慢些。这些变化的代价是新生的小鼠在各个年龄阶段都要小些，而且首次生殖年龄迟些。很清楚，衰老的速度，同其他的生活史特征一样，是由自然选择决定的。<br /><br />为什么女性寿命更长<br /><br />回到人类来。1985年在美国出生的男婴预期平均寿命要比女婴少七年。类似的差异也见于别的国家，以及过去的年代。为什么妇女在这点上比男子优越？许多动物的雄性老得快些的证据是来自跨物种的比较研究。雄性必须竞争配偶时，寿命就要比雌性短。增加的死亡率有一部分是因为雄性为雌性配偶而互相争斗，但是即令是单独关在笼子里的雄性也比雌的死得早些。<br /><br />为什么雄性是易被伤害的性别？雄性的生殖成功十分依赖它的竞争能力，雄性在生理上要更多地奉献给竞争，因而对自身身体的保护便相对较少了。它们的生活游戏是为了更高的赌注而表演。如果特别强壮的雄性能够成为更多的子代的父亲，而平庸的雄性便没有后代。为了达到十分强壮的目的，就必须付出重大的牺牲，在这个过程中牺牲的可能就是长寿有关的因素。<br /><br />衰老不是病<br /><br />对衰老的研究似乎是去发现进化论观点的价值。老年医学家已经肯定引起衰老的机制可能不是错误而是自然选择仔细权衡协调的结果。进化论观点提示衰老过程中涉及的不只是少数基因，其中若干对生命有重要的功能意义。这些基因似乎是在一组互相协调的逐步升级的征象中一一表达它们的各种作用。在任何基因的不良作用中，出现得早的基因将比出现得迟的基因受到更强的自然选择的淘汰。自然选择作用于它们以及别的基因以延迟它们的作用，直到它们与别的引起衰老的基因一同作用。这一过程解释了四轮马车效应，即令并不存在协调衰老的内在时钟，仍然有许多衰老征象协调一致的现象。<br /><br /><br /><br /><blockquote class="blockquote">From: http://www.u8898.com/bbs/read.php?tid=5727Powered by PHPWind.com</blockquote>
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