岁月造就智慧
2005-04-29
编译/黄隐
在这个暮春的下午,如同他在过去27年的春天和夏天所做的一样——带上直肠体温表、针形感觉钳子等工具,贾斯汀·康格都恩开始巡视沼泽地。
多年前,当贾斯汀还是一个十几岁的孩子时,他把自己的日子大把大把地打发在了美国宾夕法尼亚州北部茂密的森林里,那时候他的日子仿佛只是打野鸡、捕鹿鼠,再偶尔拿去换钱。如果那时有人告诉他,长大后他将会在一片泥泞的沼泽地里为保护被诱捕的乌龟耗尽一生时,他也许会哈哈大笑。可是现在营救被诱捕的乌龟、用X光扫描它们的腹部、辛苦地将乌龟不幸被汽车辗碎的背壳一片片重新粘起来,几乎成了贾斯汀生活的全部。
现在贾斯汀正在巡视的这片东部沼泽地有5万平方米大,四处盛开着丛丛簇簇的水百合花和野鸢尾花。大部分时光,贾斯汀都在寻找雌性乌龟,因为在这个季节雌性乌龟体内正孕育着新的生命,在接下来的温暖日子里,新的生命随时都可能诞生。
一道低矮的篱笆将乌龟在沼泽的栖息地与产卵地分开了,乌龟喜欢把自己产卵的巢穴选在高一些的干燥地带。但是,想要离开栖息地爬到产卵地,雌乌龟们得为科学做出一点小小的“贡献”——接受贾斯汀的检查。
16小时过去了,贾斯汀顺着篱笆围着沼泽地转了一圈又一圈,终于他捕捉到了一只。这是一只雌性内陆龟,背壳边缘涂着鲜亮的红色,中间是一些复杂的线条,看起来就像是古老的洞穴岩画。贾斯汀把直肠体温表轻轻地插进了乌龟的泄殖腔,位于尾部的泄殖腔肩负着消化、排泄和生殖多重功能。乌龟使劲地蹬着腿,还在贾斯汀的手上撒下了一滩水。贾斯汀似乎很乐意它这样做,因为从这些排泄物中他可以了解到许多有用的信息,比如,乌龟是如何获取能量来完成自己的繁殖的,它的其他生理情况又如何。贾斯汀用一种特殊的黑色笔在乌龟的腹部轻轻地做上记号,在记录下捕捉的时间、地点,量好体温后,把它装进了一个涂有伪装色的大袋子,然后大步流星地回到自己的观察小棚。这里原来是一个废弃的军事雷达前哨,现在被贾斯汀他们用来作为观察爬行动物的工作站。
虽然工作站只是简易粗糙的两间房子,但贾斯汀在这里对最长寿的陆地脊椎动物乌龟进行的研究工作,有可能颠覆过去人们对动物衰老的种种认识,为揭示长寿之谜开辟一片新天地。在过去的50年中,参加这项工作的科学家们跟踪观察了12000只生活在这片沼泽地的乌龟,并为每只乌龟建立了庞大的数据记录。比如,每只乌龟都有自己独特的背部图案、重量等各种测量数据及疾病和受伤情况记载。怀孕雌乌龟还将接受×光线的检查,以确定怀有多少枚蛋,蛋有多大。巢穴情况也被标记并记录在册。在产卵高峰期,贾斯汀的小棚里“龟满为患”,就像在上演一场由乌龟导演的交通阻塞。有时候贾斯汀他们一直要忙到夜里2点。
今天捕到的是一只16岁大的雌龟,它自从1996年第一次繁殖以来已经接受了5次X光检查。其实一些在工作站露面的乌龟已经很老了,它们中不少在上世纪50年代被捕捉到做上标记时已经成年,但现在它们仍然十分健康,照旧有着很强的繁殖能力。这是贾斯汀课题研究的关键:随着年龄增长,这些内陆龟们似乎并没有衰老,即没有出现生理上的机能退化,年龄越长的乌龟反而产蛋更多——它们好像在与年轻的乌龟们较劲。而造成它们死亡的往往是来自外界的冲击,要么是汽车的辗压,要么是浣熊的捕食,再就是疾病。但从表面上看,疾病造成的威胁与年龄没有多大关系,它们对不同年龄的乌龟造成的伤害似乎一样。这一点与人类不同,众所周知,癌症、心血管疾病在老年人中发病率更高。但是,贾斯汀的乌龟们仿佛并没有因为年龄而变得容易受到疾病侵害。
年龄增加而死亡率没有增加,繁殖能力也没有减少,这一发现正在使人们过去对哺乳动物年龄的种种认识发生逆转,也对“衰老将不可避免”提出了尖锐的挑战。现在,科学家们已经开始关注另一些长寿野生动物,比如鲨鱼、狼蛛、岩鱼以及人类中的长寿者。掌握纳入人们视野的长寿动物或人的寿命机理,将有助于搞清楚年龄的奥秘,有效地阻止衰老。
眼前的贾斯汀除了满脸深深的皱纹和灰白的胡子外,给人印象最深的是他那些听起来好像有些虚张声势的探险故事:一次在墨西哥丛林里追寻蜥蜴,为了收集它们的血液险些失去了一只手。而另一次在密执根州自然保护区与一只特别凶残的条纹水蛇的遭遇,更让人心惊胆战。那天晚上,贾斯汀按惯例沿着篱笆巡视,“我那天晚上没有带手电筒,当我猛地抓起那条蛇,把它的头往前轻轻一抛,提起尾部开始去读它身上的ID(身份)符号时,它突然回过头,瞪圆眼睛对着我就是一口。”
贾斯汀给人的印象始终在游离之中,一会像上流社会相当优雅的绅士,一会像严谨而小心的科学家,甚至有时让人觉得他是劫富济贫的西部牛仔。更多的时候,在贾斯汀身上科学家的严谨和西部牛仔的犷放结合得非常自然。当然,也有例外的时候,出身于军人家庭的他从小对学习根本不感兴趣,反倒是林子里的鹿鼠和水蛇对他充满了无穷魔力。贾斯汀儿时的梦想就是步父亲的后尘当一名海军,但是三年在航空母舰上擦厕所和清洗枪只的“军旅”生涯,让贾斯汀重新萌发了回到学校的念头。
是一堂普通的生物课让贾斯汀终于找到了自己的生活目标,他坚信在这里可以圆他儿时的梦想。1975年,贾斯汀的导师、著名生态学家和爬行动物学家唐纳德·丁克尔为贾斯汀在E·S乔治保护区里谋到了一份工作。当贾斯汀和妻子带自己全部的家当兴冲冲地赶到保护时,没想到导师告诉他自己马上就要去犹他州工作,这里的一切就全部交给他。于是,放下还没有卸完的行李,贾斯汀跟丁克尔来到沼泽地,边巡视边学着辨认乌龟身上的图案,在交待清楚仪器、设备后丁克尔就离开了。
面对眼前的事情,贾斯汀一筹莫展,但很快他体味到了肩上的重任,将自己的生活纳入到了一种令人愉悦的状态:每天乘着独木舟到沼泽地里获取各种数据,还深入到一些人类以前未曾涉足的沼泽地。当他第一次进入东部沼泽时,在一天之内就捕捉到了100只乌龟。
不幸的是,5年后丁克尔去世,时年仅49岁。对这位良师益友的故去,贾斯汀深感悲痛。丁克尔在自感时日不多时,要求国家科学基金会将自己的研究项目留给了贾斯汀。从此,年轻的贾斯汀发誓不负众望,把研究做下去。
也就是在20世纪80年代中期,贾斯汀在咀嚼、消化自己的观察数据后发现,最老的布兰德雌龟——至少在50岁以上——产的蛋最多,也就是说每一次产蛋数都比年轻雌龟多。不仅如此,它们的死亡率也很低。难道是自己弄错了吗?贾斯汀知道乌龟在一生中都在不断生长,体型也随之不断增大。那么,是不是真正的变数在乌龟身体的大小或者说体型上,而不在年龄上?他惊奇地发现越往这个
思路走,仿佛越接近结果。
起初,贾斯汀并没有急于将这一发现公诸于世,甚至在自己的同行中也很少提起,但他越来越坚信乌龟的年龄模式与人类的不同。于是,他一边守口如瓶,一边将自己的数据再梳理以寻求更强有力的证据和支持。
对于人类来讲,随着衰老的到来,动脉硬化、视力衰退、重要器官丧失功能、生育能力消失、致死疾病都会找上门来。同时,人类要花差不多20年的时间来哺育自己的孩子,因此受基因的调控人类更适应在年轻的时候就完成生育,以保证有足够的时间哺育孩子。
老鼠也是一种适宜在年轻时产仔的动物,但其原因与人类不同:如果它们不及早产仔,将可能永失机会——在产仔前被天敌吃掉。因为即使它们能永生不老,但最多在三四年内它们都将被天敌吃掉。老鼠的基因在其生命的早期运作得非常好。现在还没有迹象表明老鼠的基因能在10年内很好地工作。
像老鼠一样生命短暂的动物还有:虫子、蜥蜴、果蝇。这些生命史短暂的动物们常被一般的科学家用来研究年龄,而且在两三年内就能得到大量的数据,在学术界产生影响。因此,在这样的压力下,对生命周期长的乌龟进行研究就要冒更多的风险。
那么,为什么乌龟没有选择像老鼠一样的生存方式,而是走了另一个极端呢?其中一个原因就是坚硬的外壳。有了坚硬外壳的庇护,乌龟鲜有天敌,但也正是因为外壳,乌龟在生命的开初需要花更多的时间和体能来完善自己的外壳,这便推迟了性成熟的时间。性成熟推迟的结果使大量的乌龟在还没能产卵之前便夭折。最终,自然将选择那些能够不断产卵的个体。
不仅年长的雌龟仍然具有生育能力,而且它们的产卵数量和存活率都比自己的女儿和孙女高。在贾斯汀看来,“岁月造就的智慧”这句话对爬行动物也不例外。长期的观察显示,乌龟们对自己生活的环境如地形、地貌了如指掌。这种熟悉不仅仅限于日常生活的栖息地,范围更宽阔。比如,有些乌龟在产卵季节会花上很长时间,慢慢爬上4公里多的路到达自己的产卵巢穴。当从4公里以外的栖息地出发时,它们知道自己身在何处吗?答案是肯定的。那它们是否像人类一样具有创建地图的天赋呢?肯定没有。是岁月教会了它们一切!年复一年,年长的雌龟显然学会了更多。比如,当一只乌龟长途跋涉终于来到产卵地,但发现不合适时,它该怎么办呢?年长的雌龟显然就比年幼者更懂得到别处去寻找钟情的巢穴,而且也更懂得如何避免受害。
当然,贾斯汀知道要让人们相信这一点很难。对乌龟大脑的解剖很难支持贾斯汀。“乌龟的大脑很小、很小,容不下许多的思想。”贾斯汀说,但贾斯汀仍然相信乌龟远比我们想像的聪明。他甚至计划在自己退休之后训练乌龟,看它们能学会多少东西——一定很多很多,贾斯汀相信。
当贾斯汀在研究上获取更多数据的同时,其他的一些科学家也正在试图解开动物对抗衰老的奥秘。乌龟属于脊椎动物,从这个意义上讲它在某些方面与人类应有相似之处。研究表明,从细胞的角度看,乌龟对抗细胞衰老的方式对人类会有一些启示。生物学教授詹姆斯·科瑞斯森一直都致力于研究爬行动物染色体上的端粒——包护在染色体末端的一种简单的非遗传DNA排列。对于一个健康的细胞,每次分裂就意味着端粒将丧失一小部分,直到余下的片段变得非常短小,再也无法保护染色体,此时DNA开始出现“故障”,从而引发细胞的衰老和死亡。而人类癌细胞疯狂增生的原因,就是因为它们不遵从这样的法则,癌细胞产生的一种特殊的酶能阻止端粒片段的变短变少,从而造成癌细胞的“永生不老”。
但问题是,乌龟们仿佛选中的是另一种不同的策略。许多种类的乌龟即使生活在污染最为严重的环境中也从来不会患癌症。詹姆斯早期的研究表明,一些爬行动物在生命的早期阶段,体内可能有过一种类似于癌细胞所产生的酶的短暂爆发,这使得它们体内的健康细胞比癌细胞的寿命更长。如果这种理论能得到完全证实,将为人类洞开一个崭新的令人眼花缭乱的前景。也许,到那一天,赶在细胞有机会产生突变之前,孩子们刚一出生就可以接受长寿药品的注射,这样人类的寿命有望再加上100年。
61岁,现在贾斯汀越来越感受到了年龄带给自己的不同。“我感受到了它——岁月,但我尽量让自己平静地接受这一切。有时候,当一只老陆地龟‘女士盯着我看时,仿佛在嘲笑我说:‘来呀!来烦我呀!但是我会活得比你长。”真正让贾斯汀担心的是那些寿命长过自己的乌龟们,他计划在随后5年时间内,自己每年夏天都回到沼泽地继续研究,但等自己退休后呢?谁来接替这项延续了近50年的研究呢?
现在正是春寒料峭的季节,暮春的寒意似乎阻止了雌龟们构建自己产卵巢穴的冲动。还在半个小时以前,贾斯汀“空运”了一只19岁的标记为“5号”的雌龟越过篱笆去产卵地,这只雌龟体内正怀着5只龟卵,这可是一个不小的数目。但是,云正一点点加厚,寒意正一点点袭来。“5号”能找到自己钟情的地方吗?很难肯定,因为随着温度降低,它的身体的机能将会受到很大的影响,体能、肌肉的协调性、血液输送氧气到腿的能力都将下降。
“5号”挪动着自己的步子,在一个老的砂砾坑旁找到了自己的巢穴。它开始挖起来,但很快遇到了树根,它不得不放弃,慢慢地向更高一些的小山爬去,但阵阵袭来的寒风让它退缩了回来。
回到观察站,贾斯汀听到了令人愉悦的消息:他的学生史维斯目睹了这个季节以来首次成功的着穴。在靠近沼泽入口的一块草地上,一只涂有标记的雌龟慢慢地将自己的尾部放到了穴中,顺利地产下了蛋。然后它花了很长时间小心翼翼地将蛋埋起来:先使劲伸出自己的一只后腿,然后是另外一只,每划一下都从后面将土扒到穴中,直到精疲力竭。最后,史维斯把它带回了观察站。
史维斯同时还带回了一只小乌龟,当时它正拖着被汽车压坏了的背壳笨拙地爬着。所幸的是,脊骨和内脏都没有受到致命的伤害。仔细检查之后,贾斯汀剪下一条10多厘米长的黑色电工胶带,涂上一种特殊的粘胶,然后把胶带贴到小乌龟的背上。在背壳重新长好之前,这种环氧树脂粘胶将起到很好的固定作用,等背壳长好后,胶带又会自行脱落。“在很多年后,也许我们还可能与它打个照面,一只背壳上残留着一些裂纹的乌龟。”贾斯汀说。
现在该是放下手中的工作,坐下来喝一杯酒放松放松的时候了。两只被带回观察站的乌龟也将在这里度过一个舒适的夜晚,等天亮后再回到自己生活的沼泽地。但是,在最后歇息下来之前,贾斯汀还得再沿着东部沼泽地转上一圈。他把“5号”轻轻地放回到沼泽中,看来它要等到明天另外择地产卵了。“5号”轻轻地划着水消失在夜色中,尽管贾斯汀一再坚持说自己对这些家伙、对自己的研究项目从没有附加上什么感情色彩,但当他看着“5号”消失在黑暗中时,他喃喃自语道:“明天,明天也许又是另外一只。”