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針對 " 永生是否可能 " 這個問題，水螅和它的近親已經提供了一些迷人的線索。可大部分生物為什么還是逃不出死亡的命運？

撰文 | 威廉 · 帕克（William Park）

翻譯 | 謝汝雨

審校 | clefable

比起海洋和河流中其他光怪陸離的水生生物，水螅（hydra）很容易被忽略。它們生活在淡水之中，是水母、海葵和珊瑚的近親，長得有點像蒲公英的種子：長長身體的一端是一團觸須，本身沒什么看頭。不過，它驚人的再生能力成為了生物學中一個謎團。即使被切成許多塊，每一塊都能再生成一個全新、完整的個體。也因為如此，科學家以古希臘神話中可以斷頭再生的九頭蛇海德拉為其命名。

水螅的再生能力激發了生物學家的興趣——從自然界尋求生物永生的證據，為什么這些物種不會因為自然原因死亡？死亡真的必然會發生嗎？

水螅（圖片來源：Stephen Friedt via Wikimedia Commons）

20 世紀中期，人們認為衰老是生物在生殖和細胞維護之間做出的一種權衡。最初，生物會利用資源來生長、維持細胞健康。從童年到青春期，生物體的重心就是活下去，并盡可能保持強壯和健康。在性成熟后，重心會轉為繁殖。對大多數生物來說，資源是有限的，因此生育后代可能需要以犧牲健康為代價。

以鮭魚為例，它們通常需要逆流游到上游去產卵，隨后很快就會死亡。這種動物付出的一切代價，都是為了有最大的幾率游到產卵地，并在那里產卵。對鮭魚來說，產卵后回到下游、在海里多生存一年后再返回上游并成功產卵的機會太渺茫了，因此自然選擇也不會更青睞這樣的個體。但無論如何，鮭魚都成功將自己的基因傳遞了下去。

而如今，人們對 " 為什么所有生物都會死 " 的理解變得更具體了一些。當生物性成熟時，自然選擇的影響會減弱，衰老過程會開始，最終導致死亡。不過，英國東英吉利大學演化生物學和老年學教授阿列克謝 · 馬克拉科夫（Alexei Maklakov）認為，這個過程并不是在給下一代鋪路。

在生物的生命歷程中，基因上會積累突變。這些突變有些是完全隨機的，有些則由飲食、紫外光等因素導致。大多數突變要么沒用要么有害，只有非常少的一部分是有益的。英國牛津大學人類學系的演化生物學家加布里埃爾 · 坎圖里德斯（Gabriella Kountourides）認為，在性成熟前，如果有某些基因突變會降低生物繁殖的幾率，或者讓生物在繁殖前就死去，這樣的突變就會被自然選擇摒棄。然而，一旦生物到性成熟階段，它就有能力將基因傳給下一代。從此時起，自然選擇的力量便會減弱。

還是說回鮭魚。它們很擅長讓自己活到成年并繁殖，它們的后代也很有機會成功產卵。如果出現了極其罕見的情況，鮭魚在產卵后發生某種基因突變，讓它延長了壽命，可以多活一年，那新產生的后代也不會更有優勢。之前生出的那一波已經在了。

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從自然選擇的角度來看，生物在繁殖后繼續保持健康沒有多大好處。所以，與此相關的基因并不會因為自然選擇而變得更普遍。坎圖里德斯認為，一個個體可能想要活得更久，但自然選擇不會朝這個方向努力，因為這樣也不會持續給下一代帶來好處。

只是，并非所有生物都像鮭魚這么極端，在產卵后就會死亡，一些生物確實會為了多產一些后代而活得更久一些。生物 DNA 中的大部分突變都是有害或無影響的。機體能夠修復其中一部分 DNA 的損傷，但隨著年齡的增長，自然選擇的力量減弱，機體修復 DNA 的能力也在下降。

不過，衰老和死亡是以兩種方式發生的：一是自然選擇力量減弱使有害突變積累，二是一些對生殖有利的突變會影響長壽。

BRCA 基因突變可以佐證后一種方式。這些基因突變會顯著增加患乳腺癌和卵巢癌的風險，但攜帶這些突變的女性生育能力也更強。所以，可能是 BRCA 基因突變為前半生提供了生殖優勢，但在生命后期會增加健康風險。由于性成熟后，自然選擇力量會削弱，所以這些基因突變帶來的生殖優勢蓋過了后期在健康方面的劣勢。

美國俄勒岡州立大學的生物學家凱特琳 · 麥克休（Kaitlin McHugh）認為，生命早期發生的事情顯然比繁殖后的要重要。因為繁殖潛力才是真正重要的。

細胞衰老（cell senescence），就是細胞停止分裂，可能也是對生物早期生活有利、而對后期生活有害的一個例子。細胞衰老可以阻止 DNA 受損的細胞增殖，進而預防癌癥。然而在生命后期，衰老的細胞會在組織中積累，導致損傷和炎癥，這些都是出現衰老相關疾病的預兆。

盡管絕大多數物種會衰老，但總有一些例外。比如，許多植物的衰老可以 " 忽略不計 "，還有一些物種可以活數千年。比如美國猶他州魚湖國家森林公園的潘多樹。這棵樹實際上是一個基因相同的雄性顫楊樹群體，之間通過單一根系相連，占地面積超過 40 萬平方米，重量估計超過 6613 噸。據估算，它可能已經活了 1 萬多年。

" 潘多 " 是由一株雄性顫楊無性繁殖出的一整片樹林，根系相互連接，且擁有相同 DNA（圖片來源：Wikimedia Commons）

水螅的近親燈塔水母，有 " 永生水母 " 的稱號，它也有一個保障長壽的妙招——如果受到傷害、疾病或壓力影響，燈塔水母可以從成年階段恢復到早期階段。麥克休說：" 雖然某種程度上，我們會思考，這還是不是同一個個體？"

馬克拉科夫說，還有一種觀點認為，一些物種會隨著年齡增長而變得更成功，也被稱為 " 負衰老 "（negative senescence），但這方面的證據還并不充分。

馬克拉科夫認為，" 如果由于某種原因，物種繁殖能力普遍較低，或者根本無法在生命早期繁殖，就會改變自然選擇的運作方式。" 這樣的例子常出現在一夫多妻制的動物中，如海象或鹿，一只雄性可能控制著一群雌性。這個群體的規模，以及它可能擁有的后代數量，可能會隨著雄性的年齡和體型而增加。因此，雄性的繁殖能力也會不斷增加。

他還指出，雖然有些物種確實可以隨著年齡的增長而保持繁殖能力，但并不是真正的 " 負衰老 " ——已經發表的一些研究很可能存在缺陷。比如，雄性海象其實不能無限期地擁有眾多配偶。

不過，在衰老過程中，性可能發揮著奇特的作用。根據英國倫敦大學學院梅根 · 阿諾特（Megan Arnot）和露絲 · 梅斯（Ruth Mace）的一項研究，擁有規律性生活的女性更年期會開始得較晚。其中也體現出了一種權衡——如果沒有懷孕的機會，排卵所消耗的能量可能被身體的其他部位更好地利用。

但在其他動物中，較強的生育能力似乎會加速衰老。例如，后代多的蝙蝠通常壽命更短。如果有機會繁殖，蝙蝠也許會放棄一切，包括生命。麥克休表示，這是一種時間上的權衡，在早期生活中能很好地繁殖的生物，后期不會再過得那么好。 ( 不過，水螅是這個規則中的例外，在一生中，它們的生育率似乎沒有下降。 )

有一些物種中，兩性之間的壽命會有巨大差異。幾個典型的例子是，螞蟻、白蟻群和蜜蜂都有一個蟻后或蜂王。相比于沒有生殖能力的工蟻或工蜂，蟻后或蜂王的生育能力會更高，壽命也更長。為什么繁殖的成本不會減少蟻后或蜂王的壽命？可能是因為蟻后或蜂王并不會面對工蟻或工蜂所面臨的許多威脅，并且生活方式不同，因此在這類物種中，衰老理論無法等效適用于兩性。

那么，如果繁殖對壽命的影響這么大，為什么許多人在生完孩子后還能活這么久呢 ?

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"祖母假說"（grandmother hypothesis）認為，繁殖是一項耗能且充滿風險的活動，而年長的親戚能提供一些幫助，這對繁殖是很重要的。祖母可以通過撫養孫輩來確保自己的部分基因存活下來，而從自然選擇的角度來看，長壽可以帶來一些優勢。坎圖里德斯（Kountourides）表示，擁有祖母的家庭的繁殖適應度（reproductive fitness，用來評估特定基因型個體在繁殖上的成功率）也會更高，可能是因為母親能夠專注于生更多的孩子，而祖母能幫助撫養已經出生的孩子。

但由于孫輩與祖母只共享 25% 的基因，因此祖母與孫輩的關系與和侄女、侄子的親緣關系一樣。

馬克拉科夫表示，也可能只是因為在過去，沒有足夠多的女性活到 50 歲，就很少在那個年齡段生育。因此，自然選擇對女性 50 歲時生殖的影響非常非常小。回到衰老的核心原則——繁殖后自然選擇力量減弱。所以，人們在晚年生活中經歷的很多事情可能并不愉快，但自然選擇也沒有足夠強大的力量來保護我們不受傷害了。