科学家在用果蝇做实验的时候,发现了一个特别的生命阶段,这个阶段通常意味着果蝇的的死期将至。他们把这个阶段命名为“死亡漩涡”,并且猜测人类或许也会经历这一阶段。
25年前,生物学家们给生命设定了两个基本的阶段:未成年和成年。几乎没有人会对这种分法有异议。我们把正在进行快速生长发育、在性成熟之前的这个阶段定义为未成年阶段。在这一阶段,自然死亡的可能性往往是很低的。
成年阶段开始于人们的性成熟。在成年阶段刚刚开始的时候,死亡的概率也是比较低的,这个时候的人们正值壮年,并开始有了生育的想法。不过,随着时间的推移,我们的年龄不断增加,身体的状况也开始走下坡路。而且随着年龄的增长,死亡的概率也是逐渐提高的——刚开始会很低,但越往后越高。
90年代初的时候,研究者们开始意识到生命也许不止这两个阶段。他们又定义了一个只有非常年长的人们才会经历的一个阶段:晚年。
将晚年和成年区分开的一个明显标志就是死亡率。成年阶段随年龄增加的死亡率在晚年阶段不再适用。举个例子,60岁的这个群体的死亡率会比50岁的这个群体高很多,然而90岁和100岁的这两个群体的死亡率却是几乎相同的。也就是说,死亡率先是逐岁升高,在到达一个顶点之后趋于平缓。
目前还没有一个被广泛认可的学说能够解释死亡率在晚年趋平的这一现象。不过有一群来自美国加州大学的科学家试图通过观察一些其它生理特征在晚年的变化情况来寻找一些突破口——例如生育能力。他们选择了种群生物学家最喜闻乐见的动物——果蝇来进行试验。
他们一共使用了2828只雌性果蝇,然后每一只雌性搭配两只雄性放在一个小瓶子里。然后每天把雌性果蝇逐个转移到一个新的瓶子里,再数一数她们各自产了多少卵。持续统计到所有雌性果蝇都死亡为止。
果蝇的生命周期一般有几个星期之久,所以这是一项工程浩大的实验。最枯燥的部分是每天都要把数以千计的微小果蝇逐个转移到新瓶子里去,并统计那些更更微小的虫卵的个数。不过这些任务几乎都交给了他们的学生去完成。
经历了这所有的努力之后,实验结果一开始却显得不容乐观。果蝇的生育能力并没有因为它们进入“晚年”阶段而明显变得趋于平缓。真实情况是,当研究员们仔细统计了数据之后才意识到一切是大相径庭的。通过对比年龄相同、一只即将死亡、一只仍能活几周的两只雌性果蝇,发现它们的生殖能力有很大不同。说明白点就是,果蝇的生殖能力会在它死亡的前两周时急剧下降。
更值得注意的是,这个现象和果蝇的年龄无关。也就是说,一个60天大和一个只有15天大的雌性果蝇,只要即将死亡,都会表现出繁殖力的明显下降。
这群科学家把这第四个生命阶段称为“死亡漩涡”阶段,他们认为这个阶段对所有生物都适用,并且和早前定义的“未成年”、“成年”和“晚年”阶段都不同。
2012年的时候,通过类似的实验,他们的一位学生发现雄性果蝇也存在这种繁殖力骤降的现象。无论年龄多大,濒死的雄性果蝇使雌性受精的能力都会显著下降。
就在今年(2016),这些科学家和学生们甚至可以预测果蝇死亡的确切日期,并且只通过观察计算它们三天前的繁殖能力就可以,无论它们的年龄有多大。并且准确率可以达到80%。
还有很多地方的研究者们也发现了生殖能力和死亡的种种类似的关系。来自明尼苏达大学的Curtsinger教授就是其中一员,不过他在一些重要问题上和之前加州大学的实验结论有些分歧。其中一个就是,他不认为这些观察结果是证明第四生命阶段存在的决定性证据,因为他不觉得人类或者其它与果蝇有生物学不同的生物也会经历那个繁殖力下降的阶段。他也觉得“死亡漩涡”这个词很模棱两可,所以他自己创造了一个新的术语——退休。
退休阶段可以很容易地在雌性果蝇中被观测到,这一阶段开始于雌性果蝇完全无法产卵的那一天起。一只果蝇的身长在2.5毫米左右,一颗果蝇卵长度是0.5毫米左右,而一个雌性果蝇一生可以产1200颗卵。想象一下,其实果蝇就是一个繁殖机器,产卵可能是雌性果蝇的唯一想法。如果某一天它没有产下一颗卵,那肯定是意味着哪里出现了问题,即使她第二天又开始产卵了。这好比一台快没油的汽车,最后可能会经历几次熄火才最终完全无法点火,不过当它第一次熄火的时候就意味着这车跑不了多远了。
Curtsinger还发现了一些前人没有发现的东西。在繁殖力降低、即将死亡的时候,他发现果蝇也经历了之前提到的在晚年阶段才会出现的死亡率趋平期。这个全新的发现说明死亡率趋平期不仅仅只是年迈的特征,实际上这个阶段也可以出现在少年和中年阶段。这意味着死亡率平缓期并不是像之前被普遍认为的那样和年龄相关,而是和繁殖能力更加有联系。这个发现其实也困扰着Curtsinger自己,因为他也不知道如何解释为什么生殖能力和死亡会有着如此明显的联系。
然而,有些研究者认为这个现象只是从另外一个角度印证了一个广为人知的说法:生育是对父母的一种牺牲,尤其是对母亲。十几年前,有人已经做过了一个实验,他们发现通过把年轻雌性老鼠的生殖系统移植到年迈雌性老鼠上可以延长该年迈老鼠的寿命。更加健康的卵巢可以降低那些老鼠得心脏类疾病的概率。
Curtsinger是不怎么相信人类也会在死前经历“退休”阶段,因为他觉得毕竟人和果蝇是不一样的。不过之前加州大学的那伙研究者坚信人在自然死亡之前会经历“死亡漩涡”阶段。他们通过一个在敬老院进行的测试从一定程度上证实了这一点。
在这个测试中,参试者都是九十岁左右的老人,测试的内容包括力量、身体协调性和精神敏锐度,几年之后他们回到这所敬老院进行回访,统计了哪些参试者已经离世。那些离世的参试者在测试中的得分几乎都是最低的,也就是说在死亡之前,人们的生理指标都会下降。
如今,他们在果蝇实验中最想达到的目标是,如何将这个使各项生理指标下降的死亡漩涡阶段从几周时间缩短到几天之短,因为这也许会给人类领域的类似研究带来启发,好让人们在离世之前不用再忍受那么长时间的无助与痛苦。