您當前的位置:首頁 > 體育

龍蝦如此長壽,它們會永生嗎?

作者:由 科學闢謠 發表于 體育時間:2019-12-25

海鰲蝦怎麼吃

龍蝦是一種神奇生物,可以透過不斷蛻殼和組織更新獲得超長壽命。如果不是被送上餐桌,它們能活一百多歲。但再頑強也抵不過衰老,目前還沒有什麼物種能真正永生。

作者 | [中]李卓思 日本理化學研究所生命科學研究部

你有沒有過這樣的經歷?自己青春年少,寵物卻“英年早逝”,蛐蛐活不過冬天,倉鼠壽命兩年,貓狗年月稍長,但也抵不過歲月時光。動物界彷彿有一個定律,體型越小命越難長。

但你也不必太過感傷。或許,你可以養一隻龍蝦。它雖然個子不大,命卻很長。

不走尋常路,長壽界翹楚

生物學中,“龍蝦”特指以澳洲龍蝦為代表的龍蝦科(Spinylobster),該科普遍肉質鮮美口感佳,是貴重海產。但我們日常所說的龍蝦,是另一種名貴海鮮——以波士頓龍蝦為代表的海鰲蝦(lobster)科。

兩種“龍蝦”是近親,外貌也不乏相似之處。不過,二者最大的區別是,海鰲蝦科有兩隻碩大的鰲,而龍蝦科則長有粗壯的觸角,且周身多刺。

龍蝦如此長壽,它們會永生嗎?

巨型澳洲龍蝦(龍蝦科,左)和波士頓龍蝦(海鰲科,右)| 網路圖片

它們的壽命都很長,龍蝦年齡普遍可達20歲左右,海鰲蝦則可以輕鬆超過一百歲。今天,我們的目光就鎖定在這老壽星、

海鰲蝦

身上。為了敘述方便,沿用大眾叫法,稱其為“龍蝦”(後文所有“龍蝦”均指海鰲蝦)。

大部分龍蝦在被送上餐桌時,只有不到1斤重,年齡4到18個月。雖然比起十幾克的普通大蝦,已算是龐然大物,但若能有幸躲過人類和其它掠食者,在海底頤養天年,它們可以長到令人恐慌的尺寸。

據吉尼斯世界紀錄,迄今發現的最重龍蝦達20。14千克,全長1。06米(從尾部到大螯尖端),1977年捕獲於加拿大外海,是目前發現最重的海生甲殼類。

長壽龍蝦的第一個特徵便是身形龐大,因為其體型不受限制,一生都在持續長大,活得越久就越大,這和人類很不一樣。目前,人類捕獲的最老龍蝦據估算已有140歲高齡。

身懷絕技,時不時就“裡外大翻新”

這種持續生長的特性,在生物學上叫做“

無限生長

”,在海生甲殼類動物中並不鮮見。但它們是怎麼做到的呢?關鍵就在於蛻殼。

龍蝦表面覆蓋著一層石灰質硬殼,為了讓自己的體型變大,它們會將舊殼脫掉,讓裡面生長的新殼暴露出來。新殼在蛻殼初期尚未完全硬化,有一定延展性,因此能比舊殼擁有更大的空間,讓龍蝦實現體型增長。

蛻殼是龍蝦唯一的身體成長過程

,從幼年期一直持續到臨近死亡,反覆進行。只不過,蛻殼頻率會隨著年齡增長而降低,從一年數次減少到一兩年一次。

水溫、棲息地環境、品種等因素都對蛻殼頻率有影響。一般來說,寒冷地區的龍蝦蛻殼頻率較低,這意味著它們的新陳代謝速率也低。因此,在寒冷水域生息的波士頓龍蝦,比溫暖地區的澳洲龍蝦壽命更長。

龍蝦如此長壽,它們會永生嗎?

超長壽的波士頓龍蝦 | 圖蟲

更妙絕的是,

蛻殼對於龍蝦而言不僅僅是身體長大,還是一個去舊迎新的過程

。隨外殼一同蛻去的還有大部分的消化道,這讓龍蝦的身體時常保有大量的健康細胞。每隔幾個月就來一次裡外大翻新,能不健康嗎?

至於消化道為什麼會和外殼一起蛻去,我們可以這樣理解:如果把龍蝦身體簡化為一根水管,把嘴想象為進水口,肛門想象為出水口,忽略其腹足和鰲等複雜形狀,就會發現,它的消化道和身體表面分別構成了水管的內外表面。

那麼,蛻皮過程中消化道也一起更新,就不足為奇了。

細胞中的秘密,讓龍蝦無限生長

龍蝦能夠不斷蛻皮再生的背後,是否存在著更深層的生物學原理呢?答案是肯定的。如果將龍蝦切片放在顯微鏡下,就會看到:秘密藏在它的細胞核裡。

在所有生物的細胞核中,都有數量不等的染色體,

染色體上有一個被稱為“端粒”的特殊部分

,它們像帽子一樣附著在染色體末端。每次細胞分裂時,端粒都會縮短一點點,當端粒完全消失,細胞也就停止分裂,這意味著生物體將面臨死亡的宿命。

龍蝦如此長壽,它們會永生嗎?

染色體和端粒(黃) | 圖蟲

這種有限的細胞增殖能力,被稱為“

海夫利克極限

”,由美國微生物學家海夫利克在1965年提出。該理論認為,人類體細胞的分裂次數存在極限,在分裂56次後就會因自產毒素而消亡,人也就衰老死亡。表現在端粒上,即端粒逐漸消失的過程,就是人逐漸死亡的過程。

那麼,延長端粒的長度,是不是就可以阻止死亡呢?一定程度上確實如此。

在哺乳動物的胚胎時期,或者在某些幹細胞中,存在著

端粒酶

這些酶可以幫助恢復端粒的長度

,從而維持細胞的增殖能力並防止衰老。

龍蝦長壽,正是得益於其身體的絕大部分組織都存在端粒酶。而人類的大多數體細胞(除了某些幹細胞和腫瘤細胞)中都缺乏有活性的端粒酶,也就沒辦法“永葆青春”了。

活躍的端粒酶以及定期的蛻皮更新,讓龍蝦衰老非常緩慢,即使在高齡時蛻皮頻率已極端低下,亦能實現腹足的區域性再生。

再頑強,也抵不過衰老

既然龍蝦身懷常換常新的身體絕技,是不是就可以永生了呢?答案是否定的。

以上提到的龍蝦蛻皮,也並非全身細胞都得到了更新。因為“水管”的表面並不是水管的全部,龍蝦還有很多重要臟器無法更新,比如它的心臟和大腦,仍會隨著年齡的增長而衰老。

此外,逐漸變大的體型,也是龍蝦的一個重要死因。因為每次脫殼都要代謝能量,體型越大,需要的能量就越大。10~15%的龍蝦會在脫殼過程中因種種原因而死亡,其中包括能量耗盡、過分虛弱無法反抗獵食者、蛻皮不全等。

不過,話說回來,就算每隻龍蝦最終都無法逃脫衰老死亡的宿命,以如此小的體型,達到如此長的壽命,龍蝦,可以說很不尋常了。

龍蝦如此長壽,它們會永生嗎?

畫家筆下的蟹、蝦 | lafabutineuse。blogspot。com

除了龍蝦,常見的螃蟹、蛤蜊、小龍蝦等甲殼類生物組織內也都存在高活性的端粒酶,因此,也大多具有較長的壽命。其中,大洋蛤的壽命可高達500年。魚類中也有一些品種,具有相似的持續生長的能力。

但是值得一提的是,即使細胞內含有大量端粒酶,也並不一定意味著物種長壽。在相當多的短壽命的水生物種體內,科學家也檢測到大量端粒酶。因此有人提出,低等生物的端粒酶可能與組織再生有關,但與壽命無關。

科技能夠讓人類永生嗎?

儘管自然界中沒有真正意義上的永生物種,不過在實驗室中,又是另一種情況了。

在一些人為干預條件下,單細胞生物如細菌、酵母、幹細胞和腫瘤細胞等,確實可以擁有“無限繁殖”的能力。例如大名鼎鼎的“海拉細胞”(一位美國婦女的宮頸癌細胞,被醫生取下來用於科研),就是無限增殖的典型案例。

那麼,人類未來可以實現永生嗎?

仰賴於科學技術的進步,人類的平均壽命在上個世紀內幾乎提高了一倍。然而,人類的衰老機制非常複雜,除了細胞繁殖能力的逐漸減弱以外,基因組的不穩定,幹細胞耗竭,情緒環境的改變等等,都會導致衰老。

現代科學也設想了一些方法:如限制熱量飲食、輸入年輕的血液(向血液中注射特殊的活性物質)、移植具有再生能力的幹細胞、攝入具有延緩衰老的藥物以及啟用體內失活的端粒酶等等,來幫助人體抗衰老並延長壽命。

然而不管哪種方法手段都還沒有真正進入到臨床階段。

或許不久的未來,人類真能透過科學的干預手段來突破人的預期壽命。屆時,你希望活成幾隻龍蝦?

作者 | [中]李卓思 日本理化學研究所生命科學研究部研究員

審稿 | [中]陸修遠 日本大阪大學前沿免疫研究中心研究員

(責編 高佩雯)

文章由“科學闢謠平臺”(ID:Science_Facts)公眾號釋出,轉載請註明出處

更多閱讀

冰為什麼這麼滑?你老師教的都過時了

拍一張和野生動物“共舞”的相片,究竟有多危險?

粗毛細毛哪個強?你的毛髮比大象強多了

標簽: 龍蝦  端粒酶  端粒  蛻殼  衰老