誰能長生不老

直到今日,長生不老、永葆青春對人類來說仍是個神話,然而這在自然界並非什麼不可思議的事情。

我們即將談論的不是那些不斷分裂的單細胞生物,而是宏觀世界裡最常見最重要的一個類群——通常被我們稱為「樹」的那些生物。

生命在它們的世界裡,完全是另外一種含義。

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以下為視頻文字稿:

人有生老病死,但這不是所有生物的宿命,世界上還有數不清的生物能做到長生不老,而且就活在我們身邊。

多年生木本植物通常被我們叫做「樹」——漫長的歲月雖然總給它們最古老的部分留下皴裂的機理,但每年發出的新芽和幼根總是和初生時一樣鮮嫩,於是作為一個完整的生命,樹木永遠不會衰老,只有天災人禍和疾病蟲害能殺死它們。

譬如歐亞大陸常見的紅豆杉,鮮紅的假種皮全身富含劇毒的紫衫鹼,避免了大部分蟲害和啃咬,在歐洲與許多數千歲的古樹倖存至今。英王約翰1215年在一顆1000多歲的歐洲紅豆杉(Taxus baccata)下籤署了《大憲章》,這棵樹至今已超過兩千歲,仍然四季常青鬱鬱蔥蔥。

但兩千歲在樹的世界裡也只是須臾一瞬,美國猶他州有一片廣袤的顫楊林(Populus tremuloides),一到秋季黃葉燦爛,是當地的重要景點——但從上世紀70年代開始,人們發現這片43公頃的林地竟然只是一棵樹:顫楊經常從根部萌發新的分枝,長大後就好像另一棵樹,這樣的分枝反覆輻射,很快就能造出一片森林。

經計算,這棵巨樹有40000多個分枝,總重達到6000噸,是地球上已知最重的生命,這些分枝雖然平均年齡只有130歲,但這整棵巨樹至少有8萬歲,一些樂觀的研究者甚至估計它將近百萬歲——無論如何,都意味著它誕生在另一個地質時代,今天的氣候已經不再適合它繁殖,顫楊林已經1萬年沒有正常開花,全靠這樣的分枝延續生命——這棵巨樹於是有了一個名字「Pando」,意思是「我延續」。

樹木長壽的秘訣,要從真核生物的細胞說起。與細菌的環狀DNA不同,我們真核生物擁有線狀染色體,帶有龐大的基因組,同時也埋下了一個重大的安全隱患:DNA雙螺旋的兩條鏈方向相反,但DNA複製只能沿一個方向推進,其中一條鏈就必須倒著分段複製再接起來,但DNA聚合酶不能從端點處結合,這條反鏈的開頭處只好被丟棄,令DNA複製一次就遺失一截。

為了避免染色體因此解體,真核生物在每條染色體的兩端進化出一段重複序列,專用於磨損,就是「端粒」,同時還有一種端粒酶修補這段重複序列,使其生生不息。

絕大多數動物的端粒酶都只在生殖細胞和部分幹細胞中保持活躍,體細胞分裂若干次就會磨禿端粒,程序性地死亡;但樹木各處分生組織中的端粒酶都能保持活躍,讓植物永恆地延長、加粗、分枝。

這種巨大差異並沒有想像的那麼難以理解:動物的新陳代謝非常旺盛,生存鬥爭總是表現為你死我活的搏鬥,這要求複雜而精密的生理結構,體細胞種類繁多、各司其職,一旦分化成熟就必須維持現狀,細胞分裂只是為了彌補損失,朝不保夕的日子能堅持到繁殖成功即可。

植物則不然,它們極低的代謝效率幾乎不能支持任何運動,在生存鬥爭中十分被動,任何一個結構都可能被突然吃掉,於是細胞種類很少,分化程度很低,用不斷的分裂彌補缺失的結構,對於多年生植物來說,越是長壽,體量越大,對繁殖越有利。

在這個規律的支配下,動物界也有一些長生不老的生物,比如刺胞動物門,包括珊瑚、水螅、水母和海葵。它們動作緩慢且細胞分化程度極低,在很大程度上酷似植物。它們的生活史也類似植物的世代更替:水母的受精卵會孵化發育成水螅,水螅在海床上營養生殖,再出芽生殖產生大量的水母。

但這個過程也有許多變化,比如珊瑚只有水螅體,能不斷出芽生殖出新的個體,但始終保持連接,以便共享養分,這讓珊瑚礁成為了動物界的Pando,實際上擁有數萬年的壽命,而有些水母甚至能返老還童,重新退化成水螅體,不但長生不老,還有了多個副本。

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