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2012-04-29 00:44:03方舟子
飛碟探索 2012年10期
方舟子
自古以來就總有人夢想著能長生不老，也幻想出了種種絕招，可惜所有這些靈丹妙藥、神功仙術(shù)無一奏效。然而，即使是在現(xiàn)代社會人的平均壽命已經(jīng)大大延長，從幾十年前的三四十歲到現(xiàn)在的六七十歲，但是人的自然壽命并沒有延長。人類平均壽命的延長是通過衛(wèi)生條件的改進(jìn)和醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步減少了夭折而取得的，并不是通過延緩衰老取得的。事實(shí)上，今天六十幾歲以上的人，總體上仍然跟1000年前六十幾歲以上的人一樣老邁。
為什么我們會衰老直至死亡？有人說這是自然規(guī)律。這只是把問題換了一個(gè)說法，并沒有給出真正的原因，而且這條自然規(guī)律也并不普遍成立。那些通過細(xì)胞分裂的方式進(jìn)行無性繁殖的生物，例如海葵，雖然會因?yàn)橐馔獾脑蚨劳?，但卻不會自然老死，如果細(xì)心培養(yǎng)，它們可以永葆青春。由此看來，因衰老而死是有性繁殖生物的特征。
也有人說，因衰老而死可以避免世界變得更擁擠。這是一種目的論的說法，要接受它，我們需要首先相信天地間有神秘的力量做這種巧妙的安排。死亡使得世界不那么擁擠，這只是死亡的額外意義，卻不是死亡的真正原因。
還有人說衰老是基因程序決定的。的確，我們現(xiàn)在經(jīng)常見到與衰老有關(guān)的基因的報(bào)道，研究人員也經(jīng)常說“受編程的細(xì)胞死亡”。但這只是表明了我們是如何衰老的，并沒有告訴我們衰老是如何起源的，也即那些衰老基因都是怎么來的。
顯然，我們需要找出衰老的進(jìn)化因素，才能最終回答這個(gè)問題。一種說法是，老死是自然選擇的結(jié)果。老死為后代騰出了生存空間，省下了生活資源，有利于后代的生存，而自然選擇的結(jié)果，不就是留下更多的后代嗎？但是這種貌似有理的說法，其實(shí)是違背了自然選擇的原理的。一個(gè)群體的老一輩的死亡，的確有利于后代的整體的生存；但是，單個(gè)個(gè)體的死亡，卻不能直接有利于它的后代的生存。自然選擇不可能為了群體的長遠(yuǎn)利益，而犧牲個(gè)體的直接利益。自然選擇只在對個(gè)體及其后代有直接的優(yōu)勢時(shí)才能起作用。
英國偉大的生物學(xué)家荷爾登在20世紀(jì)40年代首先指出，老死并不是自然選擇的結(jié)果，恰恰相反，乃是自然選擇不起作用的結(jié)果。自然選擇是通過不同個(gè)體具有不同的繁殖能力而表現(xiàn)出來的，因此，那些在個(gè)體喪失繁殖能力之前就起作用的基因，才受到自然選擇的選擇。一個(gè)致命的基因如果在青少年時(shí)期就得到表達(dá)，病人很可能在留下后代之前就已死亡，因此這樣的基因?qū)⒈蛔匀贿x擇所淘汰，很難遺傳、擴(kuò)散開去。相反，那些隱蔽起來等過了青壯年才表達(dá)的致命基因。它的攜帶者在患病之前已經(jīng)留下了后代，這樣的基因是無法被自然選擇所淘汰的，而會持續(xù)遺傳下去。隨著時(shí)間的推移，必然有越來越多的只在老年時(shí)表達(dá)的致命基因在群體中累積起來，擴(kuò)散開去。在每個(gè)人的身上就或多或少都有這種致命基因，因此，也就不可避免地會衰老、死亡。而對無性生殖的生物來說，它們一直保有生殖能力，自然選擇一直在起作用，迫使它們一直保持健康活力，因此不會衰老。
另一位英國生物學(xué)家W.D.漢密爾頓在20世紀(jì)60年代為這個(gè)衰老理論建立了數(shù)學(xué)模型。自20世紀(jì)70年代以后，這個(gè)模型已被許多實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。這個(gè)衰老理論預(yù)測，如果我們延緩有性生殖的生物的繁殖期，那么，經(jīng)過若干代后就能延長其壽命。其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)是以果蠅為研究對象的。果蠅長到兩周左右就開始產(chǎn)卵。研究者將這些年輕的果蠅產(chǎn)的卵全都扔掉，只孵化那些年老果蠅（至少六周）產(chǎn)的卵。這樣進(jìn)行了10代以后，得到的果蠅的壽命是普通果蠅的兩三倍，而且，它們顯得更加充滿青春活力。它們更耐饑餓，更抗干燥，行走能力和飛行能力也更強(qiáng)。
我們可以設(shè)想，如果我們也對人類進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)迫晚育，而且在其后代患病時(shí)不用醫(yī)學(xué)技術(shù)拯救而聽任自然選擇起作用，那么進(jìn)行10代以后，人類的自然壽命也會明顯延長。當(dāng)然我們不可能做這種野蠻的實(shí)驗(yàn)，要延年益壽，我們只能尋找別的辦法。傳統(tǒng)的辦法，是相信“生命在于運(yùn)動(dòng)”，做持之以恒的體育鍛煉。但是，鍛煉雖然能夠增強(qiáng)身體的機(jī)能，改善生活質(zhì)量，卻沒能顯示它確實(shí)能延長人的壽命。
另一種辦法，是控制飲食。比如，研究者發(fā)現(xiàn)，那些只吃七八分飽的老鼠的壽命，明顯要比那些盡情享受美食的老鼠的壽命長。沒有人知道這種辦法對人類是否也適用。而且，如果為了長壽就得長期忍饑挨餓，對一般人來說，并不具有吸引力。從細(xì)胞水平上看，衰老的原因是正常細(xì)胞的分裂次數(shù)有限，只能分裂50次～100次，只有癌細(xì)胞可以無限分裂下去。正常體細(xì)胞每分裂一次，其染色體兩端（端粒）的序列就要喪失一些，長度就要變短一些?？s短到一定程度，體細(xì)胞就會停止分裂。但是，性細(xì)胞和癌細(xì)胞具有一種端粒酶，可以防止端粒變短。我們可以設(shè)想，如果我們能利用端粒酶或別的藥物，阻止染色體的端粒變短，體細(xì)胞就可以無限分裂下去而不會衰老。但是，到現(xiàn)在還沒有人能夠用這種辦法證明整個(gè)個(gè)體的壽命得到延長，而且這種辦法極可能誘發(fā)癌癥。
細(xì)胞活動(dòng)會產(chǎn)生氧化性的自由基。自由基過多可能是導(dǎo)致衰老的因素。體內(nèi)有一種酶能夠清除自由基，這種酶的活性較強(qiáng)的果蠅，也比較長壽。我們不知道人類是否也如此，我們也不知道有什么安全的辦法能夠清除人體內(nèi)的自由基。
通過比較長壽個(gè)體和正常壽命的個(gè)體，我們已發(fā)現(xiàn)了一些基因可能有抗衰老的功能，但我們還不知道這些基因是怎么起作用的。根據(jù)我們上面介紹的衰老理論，衰老乃是長期累積的許多致命基因表達(dá)的結(jié)果。這些基因可能有幾百、幾千個(gè)，與人體絕大多數(shù)的生物化學(xué)功能有關(guān)。我們要征服衰老，首先要弄清楚衰老的所有機(jī)制，這意味著要找到所有這些跟衰老有關(guān)的基因，并了解它們的作用。這是一件相當(dāng)困難的工作，也許在21世紀(jì)的下半葉才有可能完成。只有在那時(shí)候，我們才可能找到真正有效的延年益壽的辦法。
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為什么我們會衰老直至死亡？有人說這是自然規(guī)律。這只是把問題換了一個(gè)說法，并沒有給出真正的原因，而且這條自然規(guī)律也并不普遍成立。那些通過細(xì)胞分裂的方式進(jìn)行無性繁殖的生物，例如海葵，雖然會因?yàn)橐馔獾脑蚨劳?，但卻不會自然老死，如果細(xì)心培養(yǎng)，它們可以永葆青春。由此看來，因衰老而死是有性繁殖生物的特征。
也有人說，因衰老而死可以避免世界變得更擁擠。這是一種目的論的說法，要接受它，我們需要首先相信天地間有神秘的力量做這種巧妙的安排。死亡使得世界不那么擁擠，這只是死亡的額外意義，卻不是死亡的真正原因。
還有人說衰老是基因程序決定的。的確，我們現(xiàn)在經(jīng)常見到與衰老有關(guān)的基因的報(bào)道，研究人員也經(jīng)常說“受編程的細(xì)胞死亡”。但這只是表明了我們是如何衰老的，并沒有告訴我們衰老是如何起源的，也即那些衰老基因都是怎么來的。
顯然，我們需要找出衰老的進(jìn)化因素，才能最終回答這個(gè)問題。一種說法是，老死是自然選擇的結(jié)果。老死為后代騰出了生存空間，省下了生活資源，有利于后代的生存，而自然選擇的結(jié)果，不就是留下更多的后代嗎？但是這種貌似有理的說法，其實(shí)是違背了自然選擇的原理的。一個(gè)群體的老一輩的死亡，的確有利于后代的整體的生存；但是，單個(gè)個(gè)體的死亡，卻不能直接有利于它的后代的生存。自然選擇不可能為了群體的長遠(yuǎn)利益，而犧牲個(gè)體的直接利益。自然選擇只在對個(gè)體及其后代有直接的優(yōu)勢時(shí)才能起作用。
英國偉大的生物學(xué)家荷爾登在20世紀(jì)40年代首先指出，老死并不是自然選擇的結(jié)果，恰恰相反，乃是自然選擇不起作用的結(jié)果。自然選擇是通過不同個(gè)體具有不同的繁殖能力而表現(xiàn)出來的，因此，那些在個(gè)體喪失繁殖能力之前就起作用的基因，才受到自然選擇的選擇。一個(gè)致命的基因如果在青少年時(shí)期就得到表達(dá)，病人很可能在留下后代之前就已死亡，因此這樣的基因?qū)⒈蛔匀贿x擇所淘汰，很難遺傳、擴(kuò)散開去。相反，那些隱蔽起來等過了青壯年才表達(dá)的致命基因。它的攜帶者在患病之前已經(jīng)留下了后代，這樣的基因是無法被自然選擇所淘汰的，而會持續(xù)遺傳下去。隨著時(shí)間的推移，必然有越來越多的只在老年時(shí)表達(dá)的致命基因在群體中累積起來，擴(kuò)散開去。在每個(gè)人的身上就或多或少都有這種致命基因，因此，也就不可避免地會衰老、死亡。而對無性生殖的生物來說，它們一直保有生殖能力，自然選擇一直在起作用，迫使它們一直保持健康活力，因此不會衰老。
另一位英國生物學(xué)家W.D.漢密爾頓在20世紀(jì)60年代為這個(gè)衰老理論建立了數(shù)學(xué)模型。自20世紀(jì)70年代以后，這個(gè)模型已被許多實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。這個(gè)衰老理論預(yù)測，如果我們延緩有性生殖的生物的繁殖期，那么，經(jīng)過若干代后就能延長其壽命。其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)是以果蠅為研究對象的。果蠅長到兩周左右就開始產(chǎn)卵。研究者將這些年輕的果蠅產(chǎn)的卵全都扔掉，只孵化那些年老果蠅（至少六周）產(chǎn)的卵。這樣進(jìn)行了10代以后，得到的果蠅的壽命是普通果蠅的兩三倍，而且，它們顯得更加充滿青春活力。它們更耐饑餓，更抗干燥，行走能力和飛行能力也更強(qiáng)。
我們可以設(shè)想，如果我們也對人類進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)迫晚育，而且在其后代患病時(shí)不用醫(yī)學(xué)技術(shù)拯救而聽任自然選擇起作用，那么進(jìn)行10代以后，人類的自然壽命也會明顯延長。當(dāng)然我們不可能做這種野蠻的實(shí)驗(yàn)，要延年益壽，我們只能尋找別的辦法。傳統(tǒng)的辦法，是相信“生命在于運(yùn)動(dòng)”，做持之以恒的體育鍛煉。但是，鍛煉雖然能夠增強(qiáng)身體的機(jī)能，改善生活質(zhì)量，卻沒能顯示它確實(shí)能延長人的壽命。
另一種辦法，是控制飲食。比如，研究者發(fā)現(xiàn)，那些只吃七八分飽的老鼠的壽命，明顯要比那些盡情享受美食的老鼠的壽命長。沒有人知道這種辦法對人類是否也適用。而且，如果為了長壽就得長期忍饑挨餓，對一般人來說，并不具有吸引力。從細(xì)胞水平上看，衰老的原因是正常細(xì)胞的分裂次數(shù)有限，只能分裂50次～100次，只有癌細(xì)胞可以無限分裂下去。正常體細(xì)胞每分裂一次，其染色體兩端（端粒）的序列就要喪失一些，長度就要變短一些?？s短到一定程度，體細(xì)胞就會停止分裂。但是，性細(xì)胞和癌細(xì)胞具有一種端粒酶，可以防止端粒變短。我們可以設(shè)想，如果我們能利用端粒酶或別的藥物，阻止染色體的端粒變短，體細(xì)胞就可以無限分裂下去而不會衰老。但是，到現(xiàn)在還沒有人能夠用這種辦法證明整個(gè)個(gè)體的壽命得到延長，而且這種辦法極可能誘發(fā)癌癥。
細(xì)胞活動(dòng)會產(chǎn)生氧化性的自由基。自由基過多可能是導(dǎo)致衰老的因素。體內(nèi)有一種酶能夠清除自由基，這種酶的活性較強(qiáng)的果蠅，也比較長壽。我們不知道人類是否也如此，我們也不知道有什么安全的辦法能夠清除人體內(nèi)的自由基。
通過比較長壽個(gè)體和正常壽命的個(gè)體，我們已發(fā)現(xiàn)了一些基因可能有抗衰老的功能，但我們還不知道這些基因是怎么起作用的。根據(jù)我們上面介紹的衰老理論，衰老乃是長期累積的許多致命基因表達(dá)的結(jié)果。這些基因可能有幾百、幾千個(gè)，與人體絕大多數(shù)的生物化學(xué)功能有關(guān)。我們要征服衰老，首先要弄清楚衰老的所有機(jī)制，這意味著要找到所有這些跟衰老有關(guān)的基因，并了解它們的作用。這是一件相當(dāng)困難的工作，也許在21世紀(jì)的下半葉才有可能完成。只有在那時(shí)候，我們才可能找到真正有效的延年益壽的辦法。
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