袁越

2015年3月，美國(guó)宇航員斯考特？凱利（Scott Kelly）順利地進(jìn)入了國(guó)際空間站，執(zhí)行為期一年的駐站計(jì)劃。出發(fā)前，凱利靈機(jī)一動(dòng)，建議美國(guó)航空航天局（NASA）開展一項(xiàng)研究，看看如此漫長(zhǎng)的太空生活究竟會(huì)對(duì)宇航員的身體產(chǎn)生怎樣的影響。

這類研究此前做過(guò)不少，可惜因?yàn)闆](méi)有對(duì)照組，得出的結(jié)論并不可靠。但斯考特有位同卵雙胞胎兄弟馬克，兩人生活軌跡相近，身體狀況也差不多，甚至馬克以前也曾做過(guò)NASA的宇航員，正好可以作為斯考特的對(duì)照。

NASA同意了這項(xiàng)建議，并委托幾家科研機(jī)構(gòu)共同參與。斯考特在出發(fā)前后，以及飛行過(guò)程中收集了他自己的血液、尿液和糞便的樣本，研究人員同時(shí)對(duì)馬克也這么做。之后，科學(xué)家們對(duì)這些樣本進(jìn)行了細(xì)致的分析，并將研究結(jié)果寫成論文，發(fā)表在2019年4月12日出版的《科學(xué)》（Science）雜志上。

這篇論文顯示，除了一些容易理解的微小生理差別外，最讓人好奇的變化發(fā)生在斯考特的基因組里，他的血液白細(xì)胞的端粒在太空飛行的過(guò)程中居然變長(zhǎng)了！

顧名思義，端粒（Telomere）指的是染色體末端的一小段DNA，它本身不攜帶任何有用的信息，唯一的功能就是為DNA合成酶提供一個(gè)“抓手”，保護(hù)染色體不受損傷。原來(lái)，DNA合成酶是染色體復(fù)制時(shí)必須用到的酶，這個(gè)酶在工作時(shí)必須有個(gè)“抓手”，這部分DNA是無(wú)法復(fù)制到下一代中去的，所以每次復(fù)制完成后都會(huì)有一小段DNA被丟掉。如果沒(méi)有端粒的保護(hù)，染色體上攜帶的有用信息就會(huì)逐漸丟失，這當(dāng)然是不行的。

曾經(jīng)有人把染色體比作鞋帶，把端粒比作鞋帶一端的那個(gè)塑料帶扣，一旦帶扣壞掉了，鞋帶就會(huì)松開。同理，一旦端粒消失，染色體就無(wú)法完整地被復(fù)制，這個(gè)細(xì)胞也就沒(méi)有辦法再分裂了。

正是因?yàn)檫@個(gè)原因，普通真核細(xì)胞的分裂次數(shù)是有上限的，這在生物學(xué)里被稱為海佛烈克極限（Hayflick Limit）。生殖細(xì)胞和干細(xì)胞之所以能夠打破這個(gè)限制，原因在于這些細(xì)胞里含有端粒酶（Telomerase），能夠把缺失的端粒補(bǔ)齊。

細(xì)胞分裂是有機(jī)體自我更新的重要手段，如果所有細(xì)胞停止分裂，生命就會(huì)無(wú)可挽回地走向死亡，所以在通常情況下，端粒越長(zhǎng)越好。目前科學(xué)家們尚無(wú)法判斷宇航員斯考特的端粒為什么會(huì)變長(zhǎng)，有人猜是因?yàn)樘蛰椛涞脑?，更多人則相信這是因?yàn)樗箍继卦谔掌陂g一直堅(jiān)持鍛煉，飲食也更節(jié)制，所以端粒變長(zhǎng)也許是他身體狀況變好的一個(gè)標(biāo)志。事實(shí)上，當(dāng)斯考特回到地球之后不久，他的端粒就開始迅速縮短，兩個(gè)月后就和自己的雙胞胎兄弟一樣了。

既然端粒越長(zhǎng)越好，那么有沒(méi)有辦法讓自己的孩子從一開始就擁有較長(zhǎng)的端粒呢？答案是肯定的。已知細(xì)胞每分裂一次，端粒都會(huì)變短一點(diǎn)。女人的卵子早在她出生后不久就都準(zhǔn)備好了，所以卵子的端粒長(zhǎng)度基本上不會(huì)再有變化了。但男性的精母細(xì)胞一直在分裂，所以此前有人認(rèn)為年紀(jì)越大的男人，精子的端粒應(yīng)該越短。按照這個(gè)邏輯，一位母親如果想讓自己的孩子贏在起跑線上，就應(yīng)該找個(gè)年輕的丈夫。

事實(shí)真相到底是怎樣的呢？美國(guó)華盛頓大學(xué)的人類學(xué)家丹？艾森伯格（Dan Eisenberg）決定研究一下這個(gè)問(wèn)題。他找到了將近3000個(gè)祖父母輩的志愿者，測(cè)量了他們，以及他們子孫的端粒長(zhǎng)度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)生孩子時(shí)年紀(jì)越大的父親，孩子的端粒反而越長(zhǎng)。

艾森伯格應(yīng)邀參加了今年在美國(guó)俄亥俄州召開的美國(guó)體質(zhì)人類學(xué)年會(huì)，并將這一結(jié)果匯報(bào)給了與會(huì)的同行們。按照他的解釋，這個(gè)看似不合理的結(jié)果其實(shí)是符合進(jìn)化論的。要知道，原始社會(huì)的生存環(huán)境非常嚴(yán)酷，多數(shù)人年紀(jì)輕輕就死了。如果一個(gè)男人成功地活到了很大的歲數(shù)，甚至還能生小孩，那就說(shuō)明他所處的環(huán)境非常適合人類生存，或者說(shuō)明他本人的生存能力極強(qiáng)，基因優(yōu)秀。這樣的父親顯然更有優(yōu)勢(shì)，于是大自然把他的這個(gè)優(yōu)勢(shì)以端粒的形式遺傳給了他的孩子，讓他的孩子從小就獲得了比其他孩子更長(zhǎng)的端粒。

這個(gè)邏輯和那個(gè)宇航員的邏輯是一樣的，即端粒長(zhǎng)度是身體健康狀況的指標(biāo)。

不過(guò)，與會(huì)者紛紛表示，這只是個(gè)初步的結(jié)果，其真實(shí)的含義還有待進(jìn)一步研究。事實(shí)上，此前已有多項(xiàng)研究表明父親年紀(jì)越大，生出來(lái)的孩子患遺傳病的可能性就越高，因?yàn)榛蛲蛔儊?lái)自DNA復(fù)制差錯(cuò)，而男人的精母細(xì)胞一直在不停地分裂，因此來(lái)自父親一方的DNA的突變率明顯高于母親的DNA。

一項(xiàng)基于1.4萬(wàn)冰島人的遺傳學(xué)研究顯示，來(lái)自父親一方的基因突變數(shù)是母親一方的4倍！準(zhǔn)確地說(shuō)，父親的精子每過(guò)8個(gè)月就會(huì)多一個(gè)新的基因突變，母親的這個(gè)數(shù)字是3年。這樣算下來(lái)，如果父母雙方都是30歲的話，那么兩人生下的孩子會(huì)從母親那里繼承11個(gè)新的基因突變，從父親那里繼承45個(gè)新的基因突變。雖說(shuō)大部分這類基因突變都是無(wú)害突變，但總會(huì)有一小部分突變是有害的。這就是為什么年紀(jì)大的父親生下的孩子患自閉癥和精神分裂癥的概率要高一些，因?yàn)檫@兩種病的病因都和基因突變有點(diǎn)關(guān)系。

不過(guò)，大家也不必談虎色變?；蛲蛔儗?duì)于個(gè)人來(lái)說(shuō)也許是個(gè)壞消息，但對(duì)于人類整體來(lái)說(shuō)卻是個(gè)好消息，因?yàn)榛蛲蛔兪巧镞M(jìn)化的源泉。如果沒(méi)有基因突變，我們現(xiàn)在還是微生物呢。也許正是因?yàn)槟昙o(jì)大的父親生的孩子比較多，大自然允許他們冒幾次險(xiǎn)，人類就是這樣一點(diǎn)一點(diǎn)地發(fā)生變化，最終進(jìn)化成了今天這個(gè)樣子。