我們為什麼會死

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時間 2022-08-15 09:06:22 利維坦

利維坦按：

作為有性生殖的物種，縱然有無數人在內心渴望着永恆的生命，但擺在每個人眼前的事實是：死期終將臨近。“我們是性與死的孩子，”人類學家呂費耶（Jacques Ruffié）在《性與死》（ Le sexe et la mort ）中這樣寫道。於是，性和死亡的設定，也決定了死亡之於我們人類乃至所有有性繁殖物種所具備的優勢：滿足新個體的交配和基因散播。

通常，我們也認為死亡的過程是痛苦不堪的，但也有臨終關懷的醫生認為，死亡並沒有我們想象的那般恐怖：臨終者屆時處於一種放鬆狀態，他們呼吸時不會有意識地清理喉嚨聚集的粘液和唾液。這時喉嚨就會發出很響的聲音（我們俗稱的“垂死掙扎”）。但其實，醫生由此會判斷出臨終者處於深度放鬆和昏迷狀態。當空氣經過肺部呼出呼進時，穿過喉頭粘液的氣泡發出這種聲響。他們自己並無知覺。在生命最後時光還會出現一段淺呼吸。最後是呼出一口氣，不再有進氣。

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生活於江河湖海中的各種神祕而奇妙的水生生物中，水螅是很容易被忽視的。它的名字（hydra：原指希臘神話中的九頭蛇，此處表示水螅）來源於古希臘神話中那種能使頭再生的蛇，是水母、海葵和珊瑚的淡水近親。它有點像蒲公英的種子，有一個長長的身體，在其一端長有一簇觸角，外觀上沒什麼特別。

但是它們的一個顯著特性，使其成為了生物學上的一個奇蹟：它們可以再生。如果你把一條水螅切成很多塊，每一塊都會重新長成一個完整的新個體。

以古希臘神話中的九頭蛇命名，淡水水螅具有非凡的再生能力。© Natural Visions/Alamy

它們的再生特性引起了生物學家的關注，因為他們正在尋找自然界中的永生線索。為什麼這些物種似乎不會因自然原因而死亡？死亡難道不是不可避免的嗎？

衰老，在20世紀中期被描述為繁殖和細胞維繫之間的權衡。最初，生物體的身體利用其獲得的資源來促使和保持我們的健康——也就是來維持我們的細胞。在童年和青少年時期，生物的側重點在於維持生命，並儘可能地讓自己變得強壯和健康。到了性成熟期以後，側重點轉向繁殖。因為對大多數生物來説，資源是有限的，所以它們可能會犧牲健康來繁衍後代。

（onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/evo.14442）

以一條游到上游產卵的大馬哈魚為例，它在產卵後很有可能迅速死亡。為了讓自己順利到達產卵地，大馬哈魚會不惜一切代價，而到達後，它就會立刻產卵。產卵後，大馬哈魚游回下游、再存活一年、並再次成功產卵的機會非常小，以至於自然選擇永遠不會偏愛這些個體。

而無論出現什麼情況，它們已經成功地傳遞了一次它們的基因。

但人們目前對生物死亡原因的理解要更具體一些。當生物體達到性成熟時，自然選擇的力量減弱，老化過程開始，最終導致死亡。英國東安格利亞大學（University of East Anglia in the UK）進化生物學和生物老年學教授阿列克謝·馬克拉科夫（Alexei Maklakov）説，可能這並不是為了給下一代讓路，而是一種 “引人注目的利他主義”。

在我們的生命過程中，我們的基因會收集變異。有些是完全隨機的，有些是我們的飲食或外部因素（如紫外線干涉）造成的結果。這些變異大多數是無用或有害的，只有極少數會有實際作用。

在性成熟之前，“任何降低生物體繁殖可能性的基因突變，以及使生物體在繁殖前死亡的基因突變，都會被強烈地壓抑，” 牛津大學人類學系的進化生物學家加布裏埃拉·坎圖裏德斯（Gabriella Kountourides）説。然而，一旦一個生物體達到性成熟，它就能夠將其基因傳給下一代。在這一時間點上，自然選擇的力量就減弱了。

從海洋逆流而上的艱辛旅程使大馬哈魚付出了巨大的代價，以至於它們在產卵後不久就死亡了。© GIPHY

以我們的產卵大馬哈魚為例。它已經做得很好了，能夠進入成年期並進行繁殖。它的後代很可能也會有一個產卵的機會。如果我們的大馬哈魚在產卵前發生了基因突變，隨機增加了它的壽命，即使這可能使它多活一年 （儘管這不太可能） ，這些後代並不會比它們的兄弟姐妹有明顯的優勢。 我們研究的（未發生基因突變的）大馬哈魚已經完成了一次繁衍。

從自然選擇的角度來看，繼續努力保持生殖後的健康並沒有什麼好處。因此，任何能夠做到這一點的基因都不會受到選擇壓力的影響，從而導致它們變得更加有普遍性。“任何一個人都希望能長壽。但在這一點上，自然選擇不會對它偏愛，因為這無法給下一代帶來好處，”坎圖裏德斯説。

不過，並不是所有的生物都像產卵的大馬哈魚那樣極端。有些確實能多存活一段時間，以產生更多的後代。我們的DNA的大多數突變將產生負面影響或無影響。我們的身體能夠修復一些這樣的DNA損傷，但由於自然選擇的微弱力量，我們這樣做的能力會隨着年齡的增長而退化。

然而，在生命的後期，衰老細胞可以在組織中積累，造成傷害和炎症，並且是有關高齡疾病的前兆。

但是衰老和死亡會以兩種方式發生——由於弱自然選擇而導致的負面突變的積累，以及可能有利於繁殖但對長壽來説卻有負面影響的突變。

後者的一個例子可能是BRCA基因突變（BRCA：breast cancer的縮寫，乳腺癌）。眾所周知，這些會顯著增加患乳腺癌和卵巢癌的風險，但也與攜帶突變的婦女生育率較高有關。

（pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21993507/）

因此，BRCA基因突變可能在生命早期提供生殖優勢，然後在生命後期造成更大的健康風險。 但由於性成熟後自然選擇會減弱，生殖優勢大於劣勢。

俄勒岡州立大學（Oregon State University）的生物學家凱特琳·麥克休（Kaitlin McHugh）説：“無論在生命早期發生什麼，其意義都會超過在生殖年齡之後發生的事情，因為生殖潛力才是真正重要的。”

而細胞衰老——即細胞的停止分裂，也是早期生命優勢可能具備晚期生命劣勢的另一個例子。衰老可以保護我們免受癌症的侵害，因為它可以防止有DNA損傷的細胞繁殖。然而，在生命的後期，衰老細胞可以在組織中積累，造成傷害和炎症，並且還是高齡相關疾病的前兆。

航拍圖：綠色區域是潘多樹的覆蓋範圍。© wikipedia

雖然大多數物種確實會衰老，但也有一些例外。例如，許多植物表現出 “可忽略不計的衰老”，而有些物種被認為可以活上幾千年。一個特別奇怪的例子是猶他州菲什萊克國家森林（Fishlake National Forest in Utah）中的潘多樹。這棵樹實際上是一個由遺傳基因相同的雄性柞樹組成的羣落，由一個根系連接。它佔地超過100英畝（摺合400,000平方米），估計重量超過6000噸。 一些估算表明，它可能有超過1萬年的歷史。

（besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1365-2745.12089）

（scholarsarchive.byu.edu/wnan/vol68/iss4/8/）

水螅蟲綱的不死水母（the immortal jellyfish）有另一種實現長壽的奇招—— 當面臨受傷、生病或受到壓力，它能夠從成年狀態恢復到早期的水螅型狀態（即幼蟲狀態）。

“但有時，你還是會懷疑：這是同一個個體還是不同的東西？” 凱特琳説。

“還有一種説法是，一些物種隨着年齡的增長而變得更加先進——被稱為 “消極的衰老”——但這一證據很不充分，”馬克拉科夫説。

他還説：“如果該物種的生態環境是這樣的：由於某種原因，繁殖率普遍較低，或者你在生命的早期根本無法繁殖，這就改變了自然選擇的運作方式。”這方面的例子可以在具有多個雌性配偶體系的動物中找到，例如海象或鹿。一隻雄性可能控制着一整羣雌性。這個羣體的規模，以及他因此擁有的後代數量，可能會與他的年齡和體型成正比。因此，他的繁殖能力將不斷提高。

馬克拉科夫説，雖然有些物種確實可以隨着年齡的增長而保持其生殖能力，但它們並不是真正的消極衰老的例子，那些聲稱如此的研究可能是有缺陷的。最終，海象將無法無限期地保持對其配偶們的控制。

但是，性可能的確在我們的衰老過程中扮演了一個奇怪的角色。根據倫敦大學學院的梅根·阿諾特（Megan Arnot）和露絲·梅斯（Ruth Mace）的一項研究， 有規律性生活的女性更年期來得較晚。 他們認為這是一個符合邏輯的例子——如果沒有懷孕的機會，排卵所消耗的能量可以被身體的其他部分更好地利用。

（royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.191020）

但是在動物界的其他地方，更多的生育能力似乎會加速衰老。例如，擁有更多後代的蝙蝠比那些後代較少的蝙蝠壽命更短。也許，只要有繁殖的機會，它們就會投入一切。凱特琳説：“在時間上存在着這種交易，在生命早期繁殖得非常好的生物在生命晚期就不那麼好了。（再一次，我們的水螅也是此規則下的一個例外。它們的生育率似乎並沒有在它們的一生中下降）。”

（onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1046/j.1474-9728.2002.00020.x）

（www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1521002112）

還有一些物種，它們的壽命在兩性之間有很大的不同。通常情況下，螞蟻、蜜蜂和白蟻有一個國王或王后，與它們的不育工人相比，它們可能有很高的生育能力，而且壽命很長。在這個例子中，為什麼繁殖的成本不會減少它們的壽命呢？答案可能是，蟻王或蟻后避免了工蟻所面臨的大部分威脅，而且它們的兩種生活方式有如此大的差異，以至於衰老的理論並不同樣適用於它們。

（www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1568163719301321）

那麼，如果生殖對我們壽命有如此大的影響，為什麼在我們許多人已經停止生育之後，人類還能活這麼久呢？

祖母假説（The grandmother hypothesis）認為，讓年長的親屬保持活力是很重要的，因為繁殖是一項成本高、風險大的工作。祖母可以通過對孫子的照料來確保她自己的一部分基因的生存，因此從自然選擇的角度來看，更長的壽命可以帶來優勢。坎圖裏德斯説：“有祖母在身邊的家庭有更高的生殖能力，也許是因為母親能夠專注於生育更多的孩子，而祖母則幫助撫養已經存在的孩子。”

（www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)30008-9）

但是，由於孫子們只與祖母擁有25%相同的基因，他們與祖母的關係就像祖母與她的侄子和侄女一樣 （因此並不能帶來特別長壽的效果） 。

“這可能是因為在過去，沒有足夠多婦女能活到50歲，更不用説繁衍後代了。因此，50歲的女性繁衍後代的可能性是非常、非常低的。”馬克拉科夫説，這就回到了老齡化的核心原則—— 生殖後的自然選擇會減弱。 發生在我們晚年的許多事情可能並不令人愉快——但也沒有一股強大的進化力量來幫助我們免受其害。

文/William Park

譯/Jichang Lou

校對/巴瑞

原文/http://www.bbc.com/future/article/20220805-why-do-we-die

本文基於創作共享協議（BY-NC），由 Jichang Lou 在利維坦發佈

文章僅為作者觀點，未必代表利維坦立場

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