寿命取决于工种吗
2024-07-01袁越
袁越
生物学研究离不开模式生物。线虫、果蝇和小鼠是最常用的几种模式动物,它们的共同特点是寿命短、繁殖快、饲养方便,这对一般性的研究工作来说显然是很有利的。但是,如果你想研究长寿或者衰老问题,这几种模式动物就有点儿不合适了。比如说,果蝇最多能活3个月,是“短命鬼”,以至瑞士洛桑大学的昆虫学家劳伦特·凯勒说:“如果你想知道如何早死,那就去研究果蝇吧。”
凯勒这句俏皮话的背后有着深刻的原因,他认为果蝇是独居动物,每只果蝇都必须独自面对严酷的大自然,进化压力非常大,于是果蝇倾向于加快发育和繁殖的速度,这就不可避免地需要牺牲寿命。相比之下,群居动物可以互相帮助,生存压力比较小,寿命就会相对长一些。
这个假说可以用来解释为什么人类的平均寿命要比黑猩猩的长得多,因为我们的进化压力没那么大。这个假说还可以用来解释为什么会飞的动物、生活在地下巢穴中的动物和带有剧毒的动物都活得比较长,因为这3种动物具备了很强的生存优势,进化压力相对较小。
为了证明这个假说,凯勒和同事们查阅了大量文献,找到了61个品种的蚂蚁、白蚁和蜜蜂的寿命数据,再和另外81种独居昆虫的寿命数据做对比。他们发现,群居昆虫的蜂王和蚁后的平均寿命高达5~11年,而独居昆虫的平均寿命只有几个月。
这项研究改变了长寿研究的格局,人们意识到,群居昆虫具有独居昆虫无法比拟的优势。虽然对蜜蜂和蚂蚁进行研究的难度要比对果蝇的大得多,但因为人类也是群居动物,所以对前者的研究结果应该更容易被应用于人类。
更妙的是,在一个群落内,大部分昆虫的基因型是一样的,只是因为工种不同,它们的寿命才有较大差异。这一点太值得研究了。
2021年3月出版的《英国皇家学会哲学会刊B卷》是“群居昆虫长寿专刊”,书中详细介绍了该领域的最新研究成果。其中最引人注目的是一项关于工种改变蜜蜂寿命的研究。工蜂在刚刚孵化出来后要先当一阵子看护蜂,负责照料巢穴中的蜂王。如果让看护蜂当一辈子的看护士,它们就几乎不会变老。
但是,在正常情况下,看护蜂工作3周之后就会变成采蜜蜂。它们整天早出晚归,衰老的速度会明显加快。美国亚利桑那州立大学的研究者通过人为方式减少了看护蜂的数量,诱使一部分采蜜蜂变回看护蜂。这时它们的健康状况也会重新变得像看护蜂的一样好,这说明蜜蜂的衰老速度会随着工种的变化而发生改变。
进一步研究显示,采蜜蜂变回看护蜂之后,它们体内的清道夫细胞数量增加了,卵黄蛋白的含量也提高了,这些生理变化都有可能延缓衰老的速度。除此之外,研究人员相信看护蜂的工作方式对其生理状况有很大影响。采蜜蜂都是单独工作的,但看护蜂每天都需要频繁地和同伴发生接触,这一点很有可能改变了看护蜂大脑的发育模式,使之更容易抵抗衰老。
(伯 伦摘自生活·读书·新知三联书店《生命八卦:进化的代价》一书)