人的寿命为何比狗长(2)
假说之三:祖母假说
随着年龄的增长,动物的生育和繁殖能力会慢慢下降—这一现象被称为生殖衰老。但是,在大多数情况下,动物繁殖似乎可以持续到老龄和死亡,尽管其能力下降了。在一项对灵长类动物的研究中,研究人员发现,人类是唯一不会在“停止生育”后幾年内死亡的灵长类动物。这就是著名的祖母假说。祖母假说认为,在不断进化过程中,成年人类寿命要比成年类人猿的寿命更长,原因在于祖母帮助喂养孙辈促进了基因的优化。
多年来,人类学家和进化生物学家一直很难解释女性绝经期的作用,这一阶段通常会发生在女性49~52岁之间,这时女性卵巢分泌的激素下降,不再排卵,生理期停止,没法再怀孕。但是,倭黑猩猩、黑猩猩这些跟我们共享了99%的基因的灵长类动物并没有这一阶段,它们的雌性一生中95%的时间里都可以生育。而人类女性在生命的最后差不多三分之一的时间里,身体通常很健康,却没法继续怀孕。要知道在母亲肚子里的胚胎原始生殖细胞数量达到600万个,但出生后女性只有约400个卵子,按每个月平均排一个的数量,大概35年就能排完。为什么女性不能拥有更多的卵子呢?
一个有趣的答案就在祖母身上。
20世纪80年代,非洲坦桑尼亚的哈扎部落引起了美国研究者们的注意。这是地球上依然以狩猎、采集为生的原始部落之一,人数大概在1000人左右。他们不发展种植农业,以手工制作的弓箭狩猎,生活方式几千年来就没有变过。研究者注意到了一个现象,在家庭成员中,祖母会花很多时间搜集食物,她们搜集到的水果、植物根茎、蜂蜜往往超出她们自己所需。她们会和自己的子孙分享这些食物,而这些有祖母带的子孙营养会更好,体重会增加。
这个现象让研究者们提出了著名的祖母假说:当一个女性年龄增大后,生殖的成本会变得更大,而女性有了绝经期后,可以以祖母的身份存在,将精力放在更好地照顾下一代上。即人类寿命延长是由于对祖母的选择结果。一些足够长寿到成为祖母的古代女性允许她们的孩子生更多的孩子,这样她们的长寿基因就传给了更多的后代,而这些后代也有较大概率拥有较长的寿命。
假说之四:资本体现假说
资本体现假说解释人类寿命延长是从投资和收益角度来分析的。资本体现假说认为人类寿命延长是因为人类早年需要长期的学习过程,由于这一过程越来越重要,人类逐渐推迟性成熟时间,这样导致人类寿命逐渐延长。早年的智力投资学习复杂的知识和技能,例如狩猎、寻找食物和制造工具等方面的知识和能力,相当复杂,需要长期的学习和锻炼。这种模型将知识获取作为寿命延长进化的影响因素,强调了认知在寿命进化中的重要性。尤其重要的是,女性寿命比较长的原因,是从教育后代角度考虑的,这需要女性不仅要有更长的寿命,而且要有强健的体格和理想的智力。
格陵兰鲨鱼
有没有什么办法延长动物的先天寿命
实验室中的果蝇大约10天就一代,其寿命大概只有30天,代和代之间的时间短暂,方便科学家设计各种遗传学实验,所以被选择用来研究遗传的模式。如果想要研究生物演化对动物寿命的影响,果蝇也是很好的实验动物。科学家应该选择什么样的果蝇来进行繁殖,才会得到寿命越来越长的下一代呢?以下是一位科学家的实验记录。
“这实验出乎你意料之外的简单,既然我们看中寿命这个因素,那么实验的设计就很简单了,我们在逼近果蝇寿命极限的时刻,才允许它们交配产卵。刚开始,许多雌果蝇也许都已经不能产卵了,或者雄果蝇已经缺乏足够有活力的精子。没关系,只要你的果蝇群体足够大,那么总会有一些果蝇能成功配对生下能成功孵化的果蝇。如果成功了,那就将这个过程反复进行,并通过观察新一代果蝇的寿命有多长,而时不时地将允许交配的时间不断往后延迟。”
通过这么简单的方法,科学家将果蝇的先天寿命轻松地延长到从前的5倍之多,即150天左右。伴随出现的现象就是这些果蝇的成熟期也变晚,当正常果蝇都已经死亡的时候,这些长寿命果蝇还没到产卵期呢。而如果我们朝相反的方向进行实验,即让果蝇尽早交配,如法炮制的结果就是,伴随着早期繁殖力的增加,果蝇成熟年龄降低,同时寿命也随之缩短。
我们再来看看格陵兰鲨鱼,这种鲨鱼的寿命长达400年,甚至更久,而它们要到156岁的时候才性成熟。
动物个体大小与心跳
一般来说,个头小的哺乳动物心跳快、寿命短,而个头大的动物则心跳更慢、寿命更长。老鼠的小心脏以每分钟600~700次的速度奔腾,而大象和鲸体内的心脏则以每分钟30多次的频率慢条斯理地跳着。对这种现象的一个常见解释是,小个头的动物相对表面积大,热量散失更厉害,所以为了保持体温稳定,就需要更高的代谢率,而高心跳就是高代谢率的伴随产物。但是这也不绝对,比如啮齿类里著名的“奇葩”裸滨鼠,它们个头不大,体重也才几十克,但心跳却比老鼠们慢得多(每分钟才200多次),寿命也长得出奇(裸滨鼠能活二三十岁,这是实验室小鼠寿命的10倍)。
猫的寿命为何比狗的寿命长
猫的特点是冷酷和孤立独行,它们不像狗一样被称为人类最好的朋友,但是猫的独立性格可能是它们长寿的决定性因素。
狗的平圴寿命是12年,猫的寿命能延长3岁,平均寿命达到15年。科学家称,猫的“长寿之道”可能与它们傲慢、独居的性格有关。狗是群居动物,而猫喜欢独自生活,从而切断了传播疾病的可能性。
生物学家史蒂夫·奥斯塔德是一位驯狮专家,他说:“一种获得大量支持的衰老进化理论表明,动物生活在安全状态下寿命更长。猫的独居生活习性与狗完全不同,它们的生活密度较低,有助于避免感染其他传染性疾病。同时,猫比狗拥有更多的天然防御措施。” (徐风)