APP下载

龙虾如此长寿,它们能永生吗?

2020-12-23李卓思

阅读与作文(初中版) 2020年11期
关键词:端粒体型龙虾

李卓思

你有没有过这样的经历?家中宠物总是“英年早逝”,蛐蛐活不过一个冬天,仓鼠寿命只有两年,猫狗虽年月稍长,也不过相伴十数年时光。但你大可不必过度悲伤,实在难以接受,或许你可以养一只龙虾——它个子虽小,命却很长。

龙虾是一种神奇的生物,它可以通过不断蜕壳和组织更新获得超长寿命。如果不是被送上餐桌,它们甚至能活一百多岁。你或许想问,既然可以不断蜕壳和组织更新,为何龙虾不能永生?

其实再顽强的生命也抵不过衰老,至少目前我们还没有发现有什么物种能真正永生。

活到140岁的“海鳌虾”

生物学中,“龙虾”特指以澳洲龙虾为代表的龙虾科(Spinylobster)。该科普遍肉质鲜美,口感佳,是贵重海产。它与我们日常所说的龙虾其实不同,我们常说的那种龙虾应该是另一种名贵海鲜——以波士顿龙虾为代表的海鳌虾(lobster)科。

这两种“龙虾”是近亲,外貌也不乏相似之处。但两者有个最大的区别就是:海鳌虾科有两只硕大的鳌;而龙虾科则长有粗壮的触角,且周身多刺。

它们的寿命都很长。龙虾年龄普遍可达20岁左右,海鳌虾则可以轻松超过一百岁。今天,我们要说的正是这“老寿星”海鳌虾(后文“龙虾”均指海鳌虾)。

大部分龙虾在被送上餐桌时,只有不到1斤重,年龄4到18个月。虽然比起十几克重的普通大虾,它们已算是庞然大物,但若能有幸躲过人类和其他掠食者,在海底颐养天年,它们可以长到令人恐慌的尺寸。

据吉尼斯世界纪录,迄今发现的最重龙虾达20.14千克,全长1.06米(从尾部到大螯尖端),1977年曾被捕获于加拿大外海。它是目前发现的最重的海生甲壳类。

目前,人类捕获的最老龙虾据估算已有140岁高龄。而长寿龙虾的第一个特征便是身形庞大,因为其体型不受限制,一生都在持续长大,活得越久就越大。这和人类很不一样。

时不时就“里外大翻新”

这种持续生长的特性,在生物学上叫做“无限生长”。这本来在海生甲壳类动物中并不鲜见。但龙虾们是怎么做到的呢?关键就在于:蜕壳。

龙虾表面覆盖着一层石灰质硬壳,为了让自己体型变大,它们会将旧壳脱掉,让里面生长的新壳暴露出来。新壳在蜕壳初期尚未完全硬化,有一定延展性,因此能比旧壳拥有更大的空间,让龙虾实现体型增长。

蜕壳是龙虾唯一的身体成长过程,从幼年期一直持续到临近死亡,反复进行。只不过,蜕壳频率会随着年龄增长而降低,从一年数次减少到一两年一次。

水温、栖息地环境、品种等因素都对龙虾蜕壳频率有影响。一般来说,寒冷地区的龙虾蜕壳频率较低,这意味着它们的新陈代谢速率也低。因此,在寒冷水域生息的波士顿龙虾,比温暖地区的澳洲龙虾寿命更长。

更妙的是,蜕壳对于龙虾而言不仅仅是身体长大,还是一个去旧迎新的过程。随外壳一同蜕去的,还有大部分的消化道。这让龙虾的身体能时常保有大量健康细胞。每隔几个月就来一次里外大翻新,这身体能不健康吗?

至于消化道为什么会和外壳一起蜕去,我们可以这样理解:如果把龙虾身体简化为一根水管,把嘴想象为进水口,肛门想象为出水口,忽略其腹足和鳌等复杂形状,就会发现,它的消化道和身体表面分别构成了水管的内外表面。

那么,蜕皮过程中消化道也一起更新,就不足为奇了。

无限生长全凭细胞中的小秘密

龙虾能够不断蜕皮再生的背后,是否存在着更深层的生物学原理呢?答案是肯定的。

如果将龙虾切片放在显微镜下,我们就会看到:这个秘密藏在它的细胞核里。

所有生物的细胞核中,都有数量不等的染色体,染色体上有一个被称为“端粒”的特殊部分,它们像帽子一样附着在染色体末端。每次细胞分裂时,端粒都会缩短一点点,当端粒完全消失,细胞也就停止分裂,这意味着生物体将面临死亡的宿命。

这种有限的细胞增殖能力,被称为“海夫利克极限”,由美国微生物学家海夫利克在1965年提出。该理论认为,人类体细胞的分裂次数存在极限,在分裂56次后就会因自产毒素而消亡,人也就衰老死亡。表现在端粒上,即端粒逐渐消失的过程,就是人逐渐走向死亡的过程。

那么,延长端粒的长度,是不是就可以阻止死亡呢?一定程度上确实如此。

在哺乳动物的胚胎时期,或者在某些干细胞中,存在着端粒酶,这些酶可以帮助恢复端粒的长度,从而维持细胞的增殖能力并防止衰老。

龙虾长寿,正是得益于其身体的绝大部分组织都存在端粒酶。而人类的大多数体细胞(除了某些干细胞和肿瘤细胞)中都缺乏有活性的端粒酶,因此就没办法“永葆青春”。

活跃的端粒酶以及定期的蛻皮更新,让龙虾衰老非常缓慢。即使在高龄时蜕皮频率已极端低下,亦能实现腹足的局部再生。

“身怀绝技”也抵不过衰老

既然龙虾有“常换常新”的身体绝技,但它真的就可以永生了吗?答案是否定的。

以上提到的龙虾蜕皮,并非全身细胞都得到了更新。因为“水管”的表面并不是水管的全部,龙虾还有很多重要脏器无法更新,比如它的心脏和大脑,仍会随着年龄的增长而衰老。

此外,逐渐变大的体型,也是龙虾的一个重要死因。因为每次脱壳都要代谢能量,体型越大,需要的能量就越大。10%至15%的龙虾会在脱壳过程中因种种原因而死亡,其中包括能量耗尽、过分虚弱无法反抗猎食者、蜕皮不全等。

不过,话说回来,就算每只龙虾最终都无法逃脱衰老死亡的宿命,以如此小的体型,达到如此长的寿命,龙虾已可以说很不寻常了。

除了龙虾,常见的螃蟹、蛤蜊、小龙虾等甲壳类生物组织内也都存在高活性的端粒酶,因此,它们也大多具有较长的寿命。其中,大洋蛤的寿命可高达500年。鱼类中也有一些品种,具有相似的持续生长的能力。

但值得一提的是,即使细胞内含有大量端粒酶,也并不一定意味着物种长寿。在相当多的短寿命的水生物种体内,科学家也检测到大量端粒酶。因此有人提出,低等生物的端粒酶可能与组织再生有关,但与寿命无关。

科技最终能够让人类永生吗?

尽管自然界中没有真正意义上的永生物种,不过在实验室中,却是另一种情况了。

在一些人为干预条件下,单细胞生物如细菌、酵母、干细胞和肿瘤细胞等,确实可以拥有“无限繁殖”的能力。例如大名鼎鼎的“海拉细胞”(一位美国妇女的宫颈癌细胞,被医生取下来用于科研),就是无限增殖的典型案例。

那么,人类未来可以实现永生吗?

仰赖于科学技术的进步,人类的平均寿命在上个世纪内几乎提高了一倍。然而,人类的衰老机制非常复杂,除了细胞繁殖能力的逐渐减弱以外,基因组的不稳定、干细胞耗竭、情绪环境的改变等等,都会导致衰老。

现代科学也设想了一些方法:如限制热量饮食、输入年轻的血液(向血液中注射特殊的活性物质)、移植具有再生能力的干细胞、摄入具有延缓衰老的药物以及激活体内失活的端粒酶等等,来帮助人体抗衰老并延长寿命。

然而不管哪种方法手段,都还没有真正进入到临床阶段。

或许不久的未来,人类真的能通过科学的干预手段来突破人的预期寿命。但你真的希望活成龙虾?

猜你喜欢

端粒体型龙虾
钓龙虾
龙虾的迁徙
能忍的人寿命长
40—65岁是健身黄金期
出现得比人类还早的龙虾化石
端粒可以预测寿命吗
我们正走向矮人世界
形美,人更美
端粒保护蛋白复合体在氧化应激中作用
学会珍惜