從永生“九頭蛇”到深海百歲“奇鯊”，這些“不朽”傳奇讓人贊嘆！

作者：段躍初 黃艷紅

在我們所熟知的世界里，生老病死是生命的鐵律。然而，在生物界的奇妙畫卷中，卻存在著一些似乎能夠打破這一規(guī)律的特殊生物。它們宛如時(shí)間長河中的“叛逆者”，無視生物時(shí)間的束縛，展現(xiàn)出令人驚嘆的“不老”特質(zhì)。

九頭蛇水螅：謙遜的“永生者”

九頭蛇。鳴謝:圖片經(jīng)紀(jì)人/Marko Koenig via Getty Images

九頭蛇水螅，這種最大不過一厘米長的淡水刺胞動(dòng)物，是水母的親戚，其貌不揚(yáng)。它們微小的身體就像簡(jiǎn)單且不加修飾的管子，一端長著一縷觸須。但千萬不要被它們的平凡外表所欺騙，在這小小的軀殼之下，隱藏著一個(gè)驚人的秘密——它們似乎不會(huì)衰老。

這一現(xiàn)象完全違背了科學(xué)預(yù)期和進(jìn)化理論，以至于一些人將其描述為生物永生。當(dāng)然，它們并非真正意義上的不死之身，疾病、捕食者或者饑餓都可能導(dǎo)致它們死亡，但絕不是因?yàn)榧?xì)胞層面的衰老必然性。

曾經(jīng)，生物學(xué)家丹尼爾·馬丁內(nèi)斯決心反駁關(guān)于九頭蛇水螅永生的炒作。當(dāng)時(shí)還是紐約州立大學(xué)石溪分校研究生的他（如今是波莫納學(xué)院的教授）相信，通過細(xì)致入微的觀察和實(shí)驗(yàn)，一定能找到九頭蛇水螅衰老的證據(jù)。他對(duì)記者說：“我想……作為一個(gè)多細(xì)胞生物，你不可能逃脫衰老?！?/p>

在實(shí)驗(yàn)室里，馬丁內(nèi)斯花費(fèi)了整整四年的時(shí)間（對(duì)于這種小生物而言，這已然是漫長的歲月）仔細(xì)觀察水螅衰退的跡象，比如繁殖能力下降或者更易死亡等隨著時(shí)間推移而出現(xiàn)衰老的標(biāo)志。然而，他一無所獲。1998 年，他在研究結(jié)果中承認(rèn)：“研究結(jié)果沒有提供九頭蛇衰老的證據(jù)……九頭蛇可能確實(shí)逃脫了衰老，可能是永生的。”后續(xù)長達(dá)八年的研究中，他和同事們得到了相同的結(jié)果。他甚至讓一只九頭蛇存活了 12 年，期間沒有發(fā)現(xiàn)任何年齡標(biāo)記。若不是生活中的徒步計(jì)劃打斷了他的研究，他還想繼續(xù)延長這個(gè)實(shí)驗(yàn)。他說道：“我決定走太平洋山脊路線，所以我不能繼續(xù)（維護(hù)九頭蛇），因?yàn)槲蚁胪讲轿鍌€(gè)月。”

在大量的觀察之后，馬丁內(nèi)斯不得不承認(rèn)：“這些東西不會(huì)消亡?！辈贿^，他也提醒大家：“我們?cè)谑褂谩焕稀@個(gè)詞時(shí)必須小心，因?yàn)樵谖业膶?shí)驗(yàn)室里，我們一直在殺死它們。它們并不是真正的像超級(jí)英雄那樣的不老，只是看起來不會(huì)記錄時(shí)間。”

那么，九頭蛇水螅是如何做到這種近似“不老”的呢？這要從它們的繁殖方式說起。九頭蛇水螅既能有性繁殖，也能無性繁殖，產(chǎn)生的芽可以長成完全相同的克隆體。更重要的是，它們作為個(gè)體也能長久生存。加州大學(xué)戴維斯分校的分子和細(xì)胞生物學(xué)家塞利納·胡利亞諾指出：“它們有很多干細(xì)胞?！彼鼈兊幕旧眢w幾乎完全是由未分化的“塑料”細(xì)胞組成，這些細(xì)胞可以不斷分裂和自我更新，比人類心臟細(xì)胞更容易做到這一點(diǎn)。只要身體的一部分完好無損，九頭蛇水螅幾乎可以從任何傷害中恢復(fù)和再生。大約每 20 天，一只普通的九頭蛇水螅就會(huì)被更新，由與之前完全不同（盡管基因完全相同）的細(xì)胞組成，就像一艘小小的忒修斯之船。

然而，新的問題隨之而來，它們的單個(gè)細(xì)胞為何如此有彈性？胡利亞諾表示：“它們的干細(xì)胞源源不斷地制造新細(xì)胞，這很了不起?！背松贁?shù)特殊情況（例如海里埃塔·拉克絲海拉細(xì)胞），其他動(dòng)物細(xì)胞譜系的分裂次數(shù)是有限的。隨著每一次繁殖，細(xì)胞會(huì)累積損傷，端粒長度縮短，從而逐漸衰老。雖然研究人員在不斷探索，但九頭蛇水螅細(xì)胞避免衰老的具體機(jī)制仍然是個(gè)謎。不過，研究發(fā)現(xiàn)它們確實(shí)有活躍的端粒酶，這種酶能夠使染色體的長保護(hù)尾再生，這或許是謎題的一部分。此外，根據(jù)胡利亞諾實(shí)驗(yàn)室 2020 年的研究，九頭蛇水螅似乎有抑制跳躍基因的能力。通過進(jìn)一步的 DNA 分析，她希望能找到更多的線索。

格陵蘭鯊魚：寒冷海洋中的長壽巨鯊

格陵蘭鯊魚。圖片來自:海明威1952/維基媒體

與微小的九頭蛇水螅相反，格陵蘭鯊魚體型巨大，體長可達(dá) 24 英尺，體重超過 2000 磅。它們是最大的鯊魚種類，作為頂級(jí)掠食者，統(tǒng)治著寒冷、遙遠(yuǎn)的北方海洋。格陵蘭鯊魚還是已知最長壽的脊椎動(dòng)物。2016 年的一項(xiàng)研究通過對(duì)從 28 只雌性鯊魚身上收集的眼球晶狀體進(jìn)行年代測(cè)定，發(fā)現(xiàn)最老的鯊魚大約有 400 歲，甚至可能超過 500 歲。而且，這種鯊魚似乎直到 150 歲左右才進(jìn)入繁殖期，這意味著它們有長達(dá)一個(gè)半世紀(jì)的童年和青春期。

這些龐然大物能夠如此長壽，可能有多種因素。德國波鴻魯爾大學(xué)的計(jì)算學(xué)家、生物學(xué)家和生物信息學(xué)家阿恩·薩姆指出，其中一個(gè)關(guān)鍵因素是它們修復(fù) DNA 的能力。薩姆和他的同事在研究格陵蘭鯊魚的遺傳密碼時(shí)發(fā)現(xiàn)，這些動(dòng)物擁有異常大的基因組，其中有許多重復(fù)的基因。部分副本是編碼 DNA 修復(fù)和癌癥抑制蛋白的基因。薩姆解釋道：“這個(gè)想法很簡(jiǎn)單，如果你有更多的基因參與這個(gè)過程，它會(huì)讓你更好地生存，并有更多的 DNA 修復(fù)?！?/p>

其他研究還發(fā)現(xiàn)，鯊魚 DNA 編碼的酶蛋白具有獨(dú)特的魯棒性，能夠在幾十年內(nèi)保持一貫的高水平活動(dòng)。一般來說，隨著動(dòng)物年齡的增長，它們的酶活性和整體新陳代謝都會(huì)出現(xiàn)退化，但格陵蘭鯊魚似乎不受這種規(guī)律的影響。

不老的水母：獨(dú)特的再生奇跡

Turritopsis 多恩希爾. 圖片來自:bachware/維基媒體

在刺胞動(dòng)物中，多氏金雞菊（也稱為不老的水母）同樣有著顛覆衰老的神奇能力。與九頭蛇水螅持續(xù)停留在水螅階段并更新細(xì)胞不同，多氏金雞菊會(huì)先長成一個(gè)成熟的水母，然后神奇地重組并恢復(fù)到以前的幼年?duì)顟B(tài)，這種現(xiàn)象很像是一種叫做“轉(zhuǎn)分化”的老化逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

和九頭蛇水螅一樣，維持長端粒似乎是這種神奇循環(huán)實(shí)現(xiàn)的一部分。同時(shí)，它們也和格陵蘭鯊魚一樣，是基因和細(xì)胞修復(fù)的高手。

不過，對(duì)于這種水母的“不老”現(xiàn)象，也存在不同的觀點(diǎn)。在馬丁內(nèi)斯看來，水母的細(xì)胞重組更類似于無性繁殖——產(chǎn)生克隆后代，而非個(gè)體的繼續(xù)生存。他解釋說：“它再生為一個(gè)細(xì)胞球，并從那里產(chǎn)生新的息肉，但之前的美杜莎已經(jīng)消失了。這很有趣，但這是一種不同的現(xiàn)象……發(fā)生的退化，可以被稱為老化?！?/p>

胡利亞諾則認(rèn)為，九頭蛇水螅和多氏金雞菊的現(xiàn)象可能暗示著許多其他相關(guān)物種也有它們自己的衰老和再生規(guī)則。“在刺胞動(dòng)物中，也許這并不罕見，”她說，“也許只是一個(gè)研究程度的問題，有些已經(jīng)被研究，有些還未被深入探究?！鄙踔吝@種現(xiàn)象可能延伸到其他生物分支，比如一些渦蟲（或扁形蟲）似乎也有類似于刺胞動(dòng)物的無限再生能力，雖然目前針對(duì)渦蟲的長壽研究有限，但“人們只是認(rèn)為它們基本上是不老的”。

裸鼴鼠：地下長壽的群居嚙齒動(dòng)物

裸鼴鼠。鳴謝:mari Jan Murat/圖片聯(lián)盟via Getty Images

裸鼴鼠是一種近乎無毛的地下群居嚙齒動(dòng)物，其社會(huì)結(jié)構(gòu)類似螞蟻和蜜蜂，有等級(jí)之分。在眾多獨(dú)特特征中，裸鼴鼠的壽命尤為引人注目。相較于其他嚙齒動(dòng)物和一般小型脊椎動(dòng)物，它的壽命長得驚人，可達(dá) 40 年，比親緣關(guān)系較近、壽命最長約 28 年的非洲豪豬多活 12 年。

盡管距離永生還很遙遠(yuǎn)，但裸鼴鼠和九頭蛇一樣，步入晚年時(shí)健康和生理機(jī)能并無明顯衰退。這部分歸因于其緩慢的新陳代謝，它們呼吸極慢，細(xì)胞耐缺氧，基礎(chǔ)體溫很低，屬于變溫動(dòng)物。此外，裸鼴鼠抵御癌癥的能力令人驚嘆，癌癥在老年嚙齒動(dòng)物中很常見，在其他嚙齒動(dòng)物中十分猖獗，而裸鼴鼠通過“早期接觸抑制”抵御癌癥。當(dāng)細(xì)胞開始密集、相互擠壓（類似早期腫瘤形成）時(shí)，會(huì)觸發(fā)機(jī)制阻止細(xì)胞生長。引發(fā)這種細(xì)胞抗癌級(jí)聯(lián)反應(yīng)的透明質(zhì)酸是美容和抗衰老產(chǎn)品的常見成分，不過其在產(chǎn)品中的功能與在裸鼴鼠細(xì)胞內(nèi)的作用不同。

開曼龜。圖片來自:Sediment photos

龜和陸龜中，有些陸龜壽命極長，兩百歲左右能成為“明星”。實(shí)際上，許多龜和陸龜衰老跡象不明顯，尤其是人工飼養(yǎng)的情況。2022 年《科學(xué)》雜志研究顯示，接受調(diào)查的 52 種龜鱉目動(dòng)物中，四分之三基本無衰老現(xiàn)象，即逐年死亡風(fēng)險(xiǎn)未增加。但這僅適用于動(dòng)物園和水族館中的龜和陸龜，野外的死亡率比在動(dòng)物園里高得多。這與過去一個(gè)世紀(jì)人類預(yù)期壽命變化趨勢(shì)相似，改善環(huán)境條件能讓生物更長壽健康。不過，龜和陸龜在人工飼養(yǎng)時(shí)減少或消除衰老的機(jī)制仍待解，顯然環(huán)境與衰老存在相互作用。

九頭蛇水螅、格陵蘭鯊魚、不老的水母和裸鼴鼠等神奇生物，以獨(dú)特方式挑戰(zhàn)著我們對(duì)衰老和生命極限的認(rèn)知，它們是生物界的璀璨明珠，引導(dǎo)科學(xué)家探索生命奧秘。未來，我們或許能從它們身上找到解開衰老之謎的關(guān)鍵線索，為人類健康和壽命延長帶來希望。

科學(xué)家對(duì)這些生物的研究仍在繼續(xù)。針對(duì)九頭蛇水螅，研究人員希望通過深入 DNA 分析解開細(xì)胞不老之謎；對(duì)于格陵蘭鯊魚，探究基因控制酶蛋白穩(wěn)定性和 DNA 修復(fù)機(jī)制，有助于明晰其長壽根源；對(duì)于不老的水母，明確轉(zhuǎn)分化過程中基因和細(xì)胞的調(diào)控機(jī)制，能理解再生現(xiàn)象；對(duì)于裸鼴鼠，研究其生理結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)，可能揭示長壽秘訣。

這些看似“不老”的生物跨越不同生態(tài)環(huán)境和類別，從微觀到宏觀，從淡水到海洋，從地下到深海，它們的存在提醒我們生命的多樣性和復(fù)雜性遠(yuǎn)超想象。在生命科學(xué)探索之路上，我們才剛起步，還有無數(shù)奧秘待解。更廣泛的生物界中，是否還有其他“不老”生物？其抗衰老機(jī)制如何？隨著科技進(jìn)步和研究深入，或許在某個(gè)角落會(huì)有新的“永生”奇跡，這可能改寫我們對(duì)生命的理解，拓展生命科學(xué)邊界。

我們可以想象，地球某個(gè)神秘角落可能存在以特殊方式抵抗時(shí)間侵蝕的生物，如深?；驘釒в炅种械奈粗锓N，它們可能為我們打開全新生命認(rèn)知領(lǐng)域的大門。而且，這些“不老”生物的研究成果對(duì)人類有巨大潛在影響。若能理解其抗衰老機(jī)制，或許能開發(fā)藥物或治療方法延緩人類衰老，比如借鑒九頭蛇水螅干細(xì)胞自我更新能力或格陵蘭鯊魚 DNA 修復(fù)機(jī)制，為對(duì)抗衰老相關(guān)疾病提供新思路。

從另一角度看，這些生物的存在讓我們重新審視生命價(jià)值和意義。若生命能擺脫衰老束縛，社會(huì)、文化和倫理觀念將如何變化？這不僅是科學(xué)家要思考的問題，也是整個(gè)社會(huì)面臨的挑戰(zhàn)。

在未來研究中，跨學(xué)科合作至關(guān)重要，生物學(xué)、遺傳學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等多學(xué)科知識(shí)和技術(shù)相互交融，能為深入了解這些生物提供更全面視角。例如，物理學(xué)的先進(jìn)成像技術(shù)可清晰觀察細(xì)胞層面變化，化學(xué)方法可分析體內(nèi)特殊分子和酶，數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)可建立模型預(yù)測(cè)和理解復(fù)雜生命過程。

這些神奇生物的“不老”特質(zhì)如明燈，照亮探索生命奧秘的道路，激勵(lì)科學(xué)家追尋生命真諦、解開衰老和永生謎題。我們作為探索過程的見證者，期待新發(fā)現(xiàn)為人類未來帶來更多可能性和希望。對(duì)這些“不老”生物的研究，無論是改善人類健康狀況，還是滿足對(duì)生命本質(zhì)的好奇心，都有著不可估量的價(jià)值。

參考資料：

Are any animals truly 'immortal'? These creatures defy biological time. | Popular Science