壽命取決於工種嗎
【伯倫/摘自生活‧讀書‧新知三聯書店《生命八卦:進化的代價》一書】
生物學研究離不開模式生物。線蟲、果蠅和小鼠是最常用的幾種模式動物,它們的共同特點是壽命短、繁殖快、飼養方便,這對一般性的研究工作來說顯然是很有利的。但是,如果你想研究長壽或者衰老問題,這幾種模式動物就有點兒不合適了。比如說,果蠅最多能活3個月,是「短命鬼」,以至瑞士洛桑大學的昆蟲學家勞倫特‧凱勒說:「如果你想知道如何早死,那就去研究果蠅吧。」
凱勒這句俏皮話的背後有著深刻的原因,他認為果蠅是獨居動物,每隻果蠅都必須獨自面對嚴酷的大自然,進化壓力非常大,於是果蠅傾向於加快發育和繁殖的速度,這就不可避免地需要犧牲壽命。相比之下,群居動物可以互相幫助,生存壓力比較小,壽命就會相對長一些。
這個假說可以用來解釋為什麼人類的平均壽命要比黑猩猩的長得多,因為我們的進化壓力沒那麼大。這個假說還可以用來解釋為什麼會飛的動物、生活在地下巢穴中的動物和帶有劇毒的動物都活得比較長,因為這3種動物具備了很強的生存優勢,進化壓力相對較小。
為了證明這個假說,凱勒和同事們查閱了大量文獻,找到了61個品種的螞蟻、白蟻和蜜蜂的壽命數據,再和另外81種獨居昆蟲的壽命數據做對比。他們發現,群居昆蟲的蜂王和蟻后的平均壽命高達5~11年,而獨居昆蟲的平均壽命只有幾個月。
這項研究改變了長壽研究的格局,人們意識到,群居昆蟲具有獨居昆蟲無法比擬的優勢。雖然對蜜蜂和螞蟻進行研究的難度要比對果蠅的大得多,但因為人類也是群居動物,所以對前者的研究結果應該更容易被應用於人類。
更妙的是,在一個群落內,大部分昆蟲的基因型是一樣的,只是因為工種不同,它們的壽命才有較大差異。這一點太值得研究了。
2021年3月出版的《英國皇家學會哲學會刊B卷》是「群居昆蟲長壽專刊」,書中詳細介紹了該領域的最新研究成果。其中最引人注目的是一項關於工種改變蜜蜂壽命的研究。工蜂在剛剛孵化出來後要先當一陣子看護蜂,負責照料巢穴中的蜂王。如果讓看護蜂當一輩子的看護士,它們就幾乎不會變老。
但是,在正常情況下,看護蜂工作3周之後就會變成採蜜蜂。它們整天早出晚歸,衰老的速度會明顯加快。美國亞利桑那州立大學的研究者透過人為方式減少了看護蜂的數量,誘使一部分採蜜蜂變回看護蜂。這時它們的健康狀況也會重新變得像看護蜂的一樣好,這說明蜜蜂的衰老速度會隨著工種的變化而發生改變。
進一步研究顯示,採蜜蜂變回看護蜂之後,它們體內的清道夫細胞數量增加了,卵黃蛋白的含量也提高了,這些生理變化都有可能延緩衰老的速度。除此之外,研究人員相信看護蜂的工作方式對其生理狀況有很大影響。採蜜蜂都是單獨工作的,但看護蜂每天都需要頻繁地和同伴發生接觸,這一點很有可能改變了看護蜂大腦的發育模式,使之更容易抵抗衰老。
【更多精采文章請見《讀者雜誌》2024年7月號】
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