永生的水螅
咱们常说生老病死是自然规律,但却有一些生物逃脱了自然规律,演化为长生不老的生物。
比如水螅,1988年,美国波莫纳学院的研究人员研究并追踪水螅四年发现,水螅并没有任何衰老现象。
这里多说一句,检测衰老有好多种办法,一种是检查细胞DNA物质的端粒长度,因为端粒会随着细胞每一次分裂而减少自身的长度,所以,生命早期是DNA两端的端粒较长,而年老生物体内的端粒长度较短。
还有一种是检查动物的生殖能力,动物生长到性成熟后,生物本身的生育能力会随着年龄而进入巅峰状态,然后再随着衰老而逐渐下降。
科学家研究水螅是否衰老,采用的就是检测水螅四年内的生育能力是否下降,结果发现这4年来,水螅的生育能力没有任何退化,也就是说,水螅在四年内没有任何衰老的现象,这在任何生物体内都不可思议。
除了衰老的研究,科学家还选取了2256只水螅,观察研究了八年,发现水螅在这8年来,死亡率极其低而且非常稳定,大概每年每167只中仅有1只死亡,而且生育率也是恒定的。
《中国科学报》2015年对这个研究进行了报道,研究员马丁内兹说:
一旦环境适宜,没有任何天敌或者外部环境的变化,水螅就可以获得永生。
水螅为什么不会衰老呢?
在了解为什么水螅不会衰老之前,我们先了解一下生物为什么会衰老。
其实,生物之所以会衰老,也和端粒有关。刚刚你知道了端粒是会随着细胞分裂的次数而逐渐变短,而端粒实际上不参与任何遗传物质的运输,它相当于一个帽子,在DNA两端分布,当端粒变短之后,DNA两端就会没有“帽子”或者“帽子变薄”,这时DNA的稳定性就会下降,这时细胞就会自动启动衰老机制,让生物衰老,甚至死亡了。因此,端粒又被成为“ 有丝分裂钟”。
当然了,目前科学家还不是特别确定端粒是否是引起衰老机制的主要原因,但是对于衰老是有相关关系的。
了解了这些之后,我们再来看水螅为什么不会衰老和死亡。
水螅身体,是由大部分还未彻底分化的干细胞组成,而干细胞是一种具有无限更新能力的细胞,能产生至少一种类型(比如造血干细胞,神经元干细胞)等子代细胞。
值得注意的是,干细胞一旦分化,就不会有无限更新自我的能力了,只会演化成一种功能。
但是还未彻底分化的干细胞,则具有无限可能性,比如受精卵,我们知道受精卵在最初时,只是一个单细胞,但后来这个单细胞一分为二,二分为四.....
这个单细胞的后代中有的演化成了胎盘,有的演化出了胎儿,还有的演化出了内脏,皮肤,骨骼等不同功能的细胞。
因此,还未彻底分化的干细胞具有无限可能性,也可以无限或者永生的更新,假如生物体内大部分是由这种干细胞组成,那么即使端粒会让原有细胞的DNA遗传物质变得不稳定,只要干细胞再次分化一个新的细胞,就可以替代原有的细胞,这样生物就不会衰老了。
而水螅,就是由大量还未彻底分化的干细胞组成,因此它的身体可以不断更新,已经分化的细胞在死亡后会被新细胞接替,从而永远保持年轻,永远不会死亡。
目前已经有科学家研究水螅,想要通过它找到让人类长寿的办法。
为什么自然界没有进化出大量永生生物?
都说:”物竞天择,适者生存“,但你有没有想过,为什么自然界没有演化出以永生生物为主导的世界呢?毕竟相对于永生来说,生物的发情、交配、繁衍不仅浪费大量能量,而且还不能确保每一个个体都能留下后代。
其实,科学家早就考虑过这个问题了,简单来说,则是永生虽好,但地球环境并不是一成不变的,就拿简单的温度来说吧,地球已经经历过4次大冰期以及5次间冰期。
而永生生物因为缺乏基因多样性,因此对环境的依赖度非常高。就拿人类来说吧,只要空气中的氧气比例提高一些,或者温度提高一些,就能导致大批人类死亡。
但是繁衍就可以解决这个问题,繁衍的过程可以产生大量的基因突变,并且两性的繁衍是两个个体进行的遗传物质交换,可以在保留生物个体特征的基础上,基因更加多样。这样,即使外界环境有所变化,也能有部分后代能够生存下来。
因此,繁衍比永生更重要,即使能够永生的水螅,也会在环境恶劣时进行有性生殖,就是因为这个道理。