为何生命进化的方向是衰老,而不是永生?

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来源:科学的乐园

永生似乎是全世界各种文化里都在追求的一种状态,为此古代的人们发展出了宗教,用来寄托死亡带来的遗憾。

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而人类也在想尽一切办法抑制衰老,各种护肤品、保养品相继问世。当然人类在这条追求永生的道路上也吃了很多苦头,古人吃长生不老丹中毒,古人用的护肤品铅超标中毒。总之,罪是遭了不少,但依旧没有实现永生。

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现代医学表明,人类以及地球上所有的高级真核生物都没有办法永生,这是对生命进化做出的妥协。既然选择了更高级的进化路线,就必须要舍弃掉一些,不能好处都占了。可为什么当初生物在进化的时候,普遍选择的都是衰老而不选择永生呢?

生命也曾经“永生”

地球上最早的生命都是一些单细胞,它们选择的方式是分裂出一个自己,因为是从原有的细胞复制粘贴了一个新的,新生的细胞与早先的那个遗传物质几乎一模一样,可以不严谨的说,这就是曾经的它。这个模式一直延续到最早期的真核细胞生命的诞生。

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只是,事情不会总是那么完美,也许是早期的地球条件太过于苛刻,又或者真核细胞的结构在当时过于复杂,一些基因上的碱基对,发生了变化,同之前复制它的细胞产生了差异,这个时候,它们的遗传物质发生了差异,它们就不再是同一个细胞了。

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基因上的变化带来的是连锁反应,有些细胞偶然的变化让其产生了新的性状,比如进食速度加快,这让它更能适应当时的地球环境。这些形态各异的真核细胞选择联合起来,形成一个整体,利用自己的不同特征,相互合作,久而久之,它们谁也离不开谁,从而形成了真核多细胞生物。

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这个时候的真核生物依旧采取的是分裂的方式,只不过在自私的基因的推动下,形态越来越丰富了,直到有两个真核生物,它们拿出自己一半的基因相互结合,开启了一种全新的基因传递方式——有性生殖。

这种情况下,生物的永生已经被打破了,一个生物个体的后代只具备它一半的基因,已经算作一个新的个体,可还是有一类生物将永生走到了极致,那便是水母。

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水母的永生学

虽然真核生物演化出了有性繁殖,然而这个时候的地球生态系统很单一,还不具备真核生物想有性繁殖就有性繁殖的条件。为了让自己能够坚持到下一次繁殖,早期的真核生物依然延续原始的方法复制自己。这其中就包括一个古老的族裔,刺胞动物。

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由于无法快速移动,早期刺胞动物选择将生殖细胞扩散在海水里,随波逐流,随缘结合。可是这样依然无法保障最大程度的结合。为了保障自己的基因库,它们会在有性生殖的同时,克隆复制自己。这种方式很像植物,可是植物好歹还有其他动物帮忙传粉,这个时候的刺胞动物比植物还要古老,根本就没有生物进化到这一地步。

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既然没有,那刺胞动物就选择自己来!它们将自己的一些复制体脱离自身,让其进入海水里,刺胞动物第一次有了可以移动的本领。这些脱离的个体带着原本的基因,在茫茫大海里寻找同类,然后释放生殖细胞结合繁殖。这些脱离母体的个体叫做水母,而留在原地固守本盘的叫做水螅。

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水母完成繁衍后,受精卵发育成浮浪幼虫,这个时候它既不是水母体也不是水螅体,要等浮浪幼虫沉入海底后,才开始发育成水螅体,之后开出“花”,也就是水母体,让其去大海流浪,繁殖,形成一个繁衍环。水母与水螅本是同根生,因此它们之间的形态可以相互转换,这也造就了生物史上的永生传奇——灯塔水母。

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灯塔水母可以自由切换自己的模式,它可以选择变回水螅体,然后又复制出水母体。很多人类羡慕灯塔水母的永生,但如果告诉大家,这是用脑子作为代价换来的,还想永生吗?

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放弃永生

水母固然可以做到永生,但它们也付出了巨大的代价,成为了最低等的真核生物。水母没有大脑,没有思考,它连自己为什么捕食都不知道,一切的活动似乎都不在自己的掌控之中。虽然水母的多样性也不遑多让,有250多种,但没有一种是顶级掠食者。水母是一个统称,它的生物分类是纲,相对应的就是哺乳纲、鸟纲等,随便拿出来一个都能在数量上吊打水母。

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因为高级的真核生物,普遍选择了另一条进化路线——衰老。高级真核生物的染色体两端有一种神奇的物质,它会在每次完成自我复制后,让每条染色体变短一点,复制次数越多,就越短,这个物质叫做端粒。构成端粒的基因约有50~200个核苷酸,经过多次复制缩短到一次数量后,基因便不再复制,直到整个细胞衰老

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衰老改变了整个真核生物的演化,尤其是高级的真核动物。动物们几乎完全抛弃了无性繁殖选用有性生殖,这在一定程度上增加了基因重组的概率,缔造了丰富的基因多样性。从这个时候开始,生物的演化速度似乎被开了加速器,仅仅5亿年的时间,从寒武纪到新生代,生物从最初的形态到今天的千变万化。

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衰老还让生物之间的竞争减少了,如果所有生物都像灯塔水母那样永生,同时还会繁衍制造出新的个体,这样,生物的数量会快速增加,同种动物之间的竞争加剧。当一定空间内的生物超过环境的负荷后,自然就会对其进行清理,对于种群而言,永生并不适合。

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衰老刺激进化

永生是通过不停地复制自己产生的后代,这些后代的大部分基因与亲本是一样的,这就导致一个问题,一旦环境发生巨变,这种基因不再适应,那么毁灭就会是一个接一个,最后直接一锅端了。这个过程中当然会产生变异,但是别忘了,变异也是中性的,谁知道它的变异是好还是坏,一切都要环境说了算。而且,变异的概率是很低的,很有可能在生物灭绝的时候都没能等来一个变异。

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有性繁衍在多样性这一方面更胜一筹,它们通过基因重组的方式,将染色体上相对应的碱基对互相交换,从而产生不同于亲本的性状。同时,生物本身还伴随着基因突变,这就相当于有性繁殖比无性繁殖多出了至少两倍的基因改变概率。

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在自然的演化史中,一点点会慢慢变成“亿点点”,手快有手慢无,只有不停地适应环境,才能保证种群延续。永生反而会让生物进化的速度减慢,一步慢,步步慢。经过长时间的积累,这种落后会越来越远。

有性繁殖同时还伴随着衰老,衰老会让个体消亡,让出原本的空间,虽然有些残忍,但是很符合进化论的主旨,物竞天择适者生存。某种程度上,衰老也是一种不适应环境,因此需要被淘汰,以维持生命所需的活力。

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另一个引发衰老的因素是氧气,因为它会加速细胞的老化。氧气不是地球自带的,是在生命出现后进化出光合作用,然后经过十几亿年的氧化还原反应,最终才在大气中出现了游离的氧原子。

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氧气并不像想象中那样是生命的源泉,相反,它是生命的大敌。氧气会无差别氧化金属、有机物、甚至其他气体,而生物就是有机物,氧气会夺走有机物中的一些元素,与之结合生成其他物质,且这个过程不可逆。地球上的早期生命第一次遇到氧气,便直接引发了大型灾难——休伦冰河期。

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生命们为了适应地球的氧气纷纷进化,才有了今天的有氧呼吸。有氧呼吸是一种高效的能量转换机制,能够让生物的行动变得迅速。有氧呼吸诞生后,生物真正能够动起来了,动物变得名副其实。可是,一切进化都是有代价的,利用了氧气就要承担氧气对细胞的危害,这让原本就存在衰亡的真核生物,加速了自己衰老的过程。

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人类渴望永生

既然永生不利于生物的进化,那为什么现在人类还要追求永生呢?原因在于人类进化出了文明,文明并非大家想象的美好,而是充满了贪婪与杀戮。回顾人类的历史,文明起起伏伏,一个文明倒下了,另一个文明就会兴起,然而重复不变的,是人类对资源的追求。

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自古追求永生的人,手里都掌握着大量的财富,这其中还有一些人是王朝的统治者。与其说他们渴望的是生命永恒,不如说他们不舍得丢下这一切:金钱、权力还有荣誉。

然而,人类已经是真核生物进化的顶点,一切机制都早已在几亿年前埋下,细胞衰老这个过程已经根植入人类的DNA,积重难返,无法更改。所以,衰老是一个人永远逃不掉的过程,死亡是一个人必须要面对的事情。

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在科技不发达时代,人们普遍恐惧衰老,进而憎恶衰老,童话故事里的巫婆长相,放在现代也就是普通老太太,但在过去她十恶不赦。人类现在已经知道了生命的奥义,知道永生无法办到,那就只能尽可能地延缓衰老。医疗的发展功不可没,人类的平均年龄比起过去已经增长了很多。

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生生不息

人类的科技永不会止步,既然知道衰老是由于染色体上的端粒变短导致,那么我们是否可以用科技将端粒的缩短停止呢?端粒的延长需要端粒酶,这种物质存在于造血干细胞、生殖细胞等比较活跃的细胞内,一般的体细胞是不具备端粒酶的。现在科技攻克永生的办法,就是将这些细胞的端粒酶放入身体里的每一个细胞,从而不让它们在分裂分之后变短。

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可是永生真的好吗?且不说人类是否能够攻克这个技术,如果真的永生了,人类会付出怎样的代价?就如水母追求的永生,付出了永远无法爬上食物顶端的代价,一辈子没有脑子,无知无感、无牵无挂,像一具行尸走肉漂浮在海洋里。

人类的永生和水母的并不一样,也许是属于更高级的永生,然而,不管高不高级,不都是碳链组成的有机物吗?既然自然选择了这条生命发展路线,那么一切就都在它的安排之下。

这个世界是守恒的,人类如果永生,那肯定会失去最宝贵的东西。而正是因为这些衰老,构成了今天生生不息的世界,我们应该接受它,微笑面对。

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