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1如果Ent的这篇文章唤起了你了解生物演化知识的欲望,作为中关村图书大厦第六届科技文化图书节“科技文化大讲堂”的一站,科学出版社特邀中科院古脊椎动物与古人类研究所的周忠和老师,围绕这本书,从古生物的角度讲一讲演化的证据。活动详情见文末。

我们常常会发出疑问:真的存在命运这种东西吗?春风得意,走马观花之时,或许我们会更相信自己的热血和汗水,相信主观能动性的伟大力量;而月落乌啼,夜半钟声之际,却又更容易感慨造化弄人,命运无情,渺小的人类不过是上帝骰子上的一个数字而已。但是无论如何,当我们面对死亡时,可能都会意识到,其实死亡才是唯一永恒的命运,才是唯一能真正实现的愿望。几乎整个的人类语境中,对死亡的恐惧和探询都是核心内容,而人类的所有努力又大半可以归结为对死亡的抗争。可是,从古代炼丹炼金家到现代医学遗传学,虽然击溃了一种又一种疾病,将平均寿命延长了几倍,可面对衰老的大限却仍是束手无策。现代生物学的一连串发现,从端粒、氧自由基到凋亡通路、细胞周期调控,似乎都表明衰老不但是环境负担积重难返,更是基因早已编好的程序。基因确实只能有限地影响到我们的身高、相貌、智力和成就,但在衰老一事上却是铁定无疑,如同创世纪三章十九节所言:“你本是尘土,仍要归于尘土。”我们很容易想到,这就是命运。

然而,马克思爷爷曾经说过,任何事物之所以存在,都是历史积累铺垫的产物,而绝不是因为“命中如此”或者“天生这样”。而达尔文爷爷也告诉我们,生命的存在形态经历了漫长的演化历史,而并非是某个智能存在一拍脑袋的瞬间设计。因此,我们用演化生物学的眼光审视一下这个问题:衰老死亡真的只不过是上帝对罪恶的无情惩罚吗?抑或和生命世界其它不可思议的现象一样,是加西莫多式的福祉和礼物?

衰老是一个诅咒吗?

表面看起来,衰老似乎不合乎演化的要求啊。演化的“理想”境界好像应该是这样一种生物:甫一出生立即性成熟,每次都生出尽可能多的后代,并且永不衰老,直到万寿无疆子孙满堂……只要稍微接近这个目标,就应该能获得极大的选择优势。老而不死是为贼,不但不死还产仔岂不是魔鬼?于是生物学家把这种想象中的动物叫做"达尔文魔鬼"。称之为魔鬼原因有二:一是假如这种动物出现,必然会横扫一切其它生物,迅速填满整个地球;二是如此强悍的东西却从来没出现过,也毫无出现的迹象。

想象一下,倘若人类消灭了衰老,一切死亡都是由于意外事故、疾病等因素造成,那么人类的死亡率就会始终维持在青壮年的水平,而与年龄无关。目前18岁的人类平均死亡率大概是每年千分之一,照这个死法,简单的对数计算可得出,一半的人可以活到693岁,13%的人可以活到2000岁。(放射性粒子就是这样衰变的。)换言之,一个永不衰老的人,起码比别人多上十几倍的生殖优势。可是,如果不考虑那些没有根据的传闻,虽然有“与魔法无异”的种种现代科技护驾,人类的最高寿命却毫无增长的迹象,该老则老,该死则死。在1%的选择优势就足以改变一切的进化领域,在造就过无数精美绝伦的奇迹的进化领域,难道就长生偏偏是个画饼?

看官要说了:你想长生,我还想无敌传送任意门呢!生命不是想怎么样就怎么样的。这倒不假,问题是长生好像确实可以实现。且不说那些可疑的单细胞的生物(无限二分裂算长生吗?),就是多细胞动物也留有后门:生殖细胞。它在受精之后不断分裂成长为一个新的个体,其中所有的细胞都是它的后代,包括新的生殖细胞;而这些细胞受精之后又可以长成新的个体,如此往复无穷无尽;而其中的任何损伤几乎都可以被强大的修复机制解决掉。如果我们只追踪这些细胞(它们的学名叫做“种质细胞”),就会看到一幅长生的图景……看起来,在细胞层面,长生是可行的。既然它们可以,为什么别的细胞不可以?

且慢,我们的推论似乎过于急躁了。有些理想看起来非常美好,但是真要推行起来才发现困难重重——要么是高估了好处,要么是低估了代价。而演化领域的基本原则之一就是权衡原理,在收益和支出之间寻求最佳平衡。你说什么?经济学也是这样?看来亚当斯密和达尔文果然是心有灵犀啊~(1) 不管怎么说,让我们放慢脚步仔细一点,看看好处有多少,代价又有多大。

进化天平上的砝码

要想讨论收益支出,首先得有一套衡量标准。在经济学里是效用或者利润,而在演化生物学里则是传递基因、繁衍后代的能力。原因很简单,多数淹没少数,“失败”的个体早晚会淹没在“成功”个体的汪洋大海之中,消失不见。它们不懂得写史书,唯一能够传承下去的只有基因。一个生物,不管它活得再怎么威风,如果不能把自己的基因传给后代,也是白搭,演化的历史会迅速将它遗忘。反之哪怕一个生物活得很窝囊,只要能够高效地把基因传给后代,子子孙孙无穷匮也,早晚会遍布世界。生物学里用“适应度”这个词来衡量生物的传递基因能力,其实就相当于它们的“成功指数“啦。

怎么提高适应度呢?无非是尽量多生孩子的同时,保证孩子的成活率尽量高。为了简明起见,我们先假设孩子的成活率都一样,给每个孩子的投资也都一样(2);那么就可以姑且认为适应度=繁殖效率×有效寿命。所谓有效寿命就是总生殖期长度,以性成熟开始,以绝育为结束……而绝大部分物种的唯一绝育方式就是死亡。看起来,死亡在其中是至关重要。那么,长生不老在这个公式中到底意味着什么呢?

喜忧参半的长生

先说长生的好处。前面的计算似乎很是诱人,然而人类并不是在这个环境中进化来的……别忘了,是演化历史决定了人类的生物学属性。而历史上人类大部分时间都用在狩猎采集生活上了……灵长目人科的历史一般的估计大约在1000万年,而人类采取农耕文明不过一万年,工业革命和现代医学更是仅有数百年,几乎可以忽略。显而易见,从生物学上人类应该更适应史前采集狩猎,而不是农耕生活;更不用提我们现在这群侘姹面对计算机的彻底畸形的生活了……

而那个时代的平均寿命是多少呢?周口店发现的北京猿人化石中,68.2%的人死于14岁前,超过50岁的不足4.5%。即便是到了“文明”的希腊时期,平均寿命也只有18岁左右(而平均婚龄大概只有十二三岁……)。 换言之,由于环境恶劣,大部分人甚至都活不到壮年;同样道理,野生动物里也很少有衰老的个体。当自然状况下极少有人活到60岁的时候,就算是衰老让人们全部在60岁时死去,又有多大区别呢?可见,长生并不是看上去那么美好。不难理解,只有吃饱喝足享尽清福的皇帝们才会整天想长生,面朝黄土背朝天的广大劳动人民才不会考虑这个问题……总之现代社会中对长生的盼望或许可以成为堪与恩格尔系数比肩的经济衡量标准,但是整个进化历史上,长生不过是金玉其外而已,其真正价值不见得多大。

再说长生的代价。波伏娃说,死亡不仅是人人平等的唯一基础,而且是一切正面价值——荣誉、友谊、爱情等等存在的前提……啊不对,在演化史上,衰老可是比这些东西出现得早得多,不能算。但是长生不老也自有其生物学的代价——常言道,天下没有免费的午餐,长生又凭什么例外呢?理想状况下,永生的达尔文魔鬼或许是演化的终极目标。然而现实中的进化则有许多约束条件,最大的问题当然是资源稀缺。面对环境的威胁,任何抵抗都要以资源(通常表现为食物)为代价,而食物不是无限的,就算你是达尔文魔鬼也不行……魔鬼为了浮士德区区一条灵魂尚且得大费周章,何况生物呢?因此要想维持长生,一定是牺牲了其它的可能的利益。对,就是所谓的“机会成本”。呃,这位同学你走错教室了,这里是演化生物学,不是经济学……我没骗你,真的……生老病死的规律(这个领域学名叫做“生活史”)和经济行为确实有很多相似之处……

那么长生到