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1700263341 我们不得不继续追究下去:其他细胞的端粒酶基因为什么就不能激活了呢?
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1700263343 因为多细胞生物进化出了各种各样的“死亡基因”,它们以各种方式让细胞走向程序性的死亡,其中就有一类专门负责关闭细胞里的端粒酶基因。
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1700263345 要理解这个回答,我们首先要知道,多细胞生物体内任何两个细胞都有着完全相同的基因,所谓细胞分化,就是每个细胞都选择性地关闭大部分的基因,只在剩余基因的指挥下实现某些专门的功能[14]。至于每种分化类型的细胞究竟要关闭哪部分基因,这又是由另外一些基因决定的。
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1700263347 从第二步的讨论来看,那些没有生殖专权的多细胞生物并不会关闭细胞里的端粒酶基因,至少不会永久关闭那些有分裂能力的细胞的端粒酶基因。毕竟,它们每一个分裂的细胞既负责修复自身也负责制造新个体,如果这些细胞永久关闭了端粒酶基因,那它们就不会有后代了。
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1700263349 反过来,对于那些有生殖专权的多细胞生物,差不多就是对绝大多数的动物来说,从胚胎阶段开始,除了那几个预留的生殖细胞,所有的细胞就都激活了某种死亡基因,关闭了端粒酶基因,所以我们的每一个细胞都将不可避免地走向程序性死亡,我们的生命也必将衰老和死亡。
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1700263351 看起来,这真是非常不幸的事情。那么,有生殖专权的生物为什么要进化出死亡基因来呢?
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1700263353 从原则上讲,这种看起来的“不幸”一定只是“看起来”不幸,程序性的衰老和死亡本身也是一套极其复杂的代谢机制,而生命的任何复杂机制都必然是因为有某种显著的适应优势,才在自然选择下逐步进化出来。也就是说,任何一种死亡基因的实际表现都必然是有利而非有害,否则它们根本就不会出现。
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1700263355 那么说得具体一些,在自然环境下,即便没有死亡基因,我们也活不到端粒耗尽的那一天,所以除了那些负责制造新个体的细胞,所有细胞的端粒酶基因本来就是形同虚设的。
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1700263357 关于我们为什么活不到端粒耗尽的那一天,我们要留在下一步里认真讨论。在这里,我们先把它当作已知,然后意识到这样一件事:如果某种死亡基因是通过关闭端粒酶基因而使细胞注定死亡,但细胞本来就活不到端粒耗尽的时候,那么显然,这种死亡基因就不会是细胞死亡的原因。就好比有质量的物体的确不能以光速运动,但这显然不是你上学迟到的理由。
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1700263359 另一方面,任何基因的效果都是多方面的,如果某种死亡基因在关闭端粒酶基因的同时可以给细胞带来一些别的价值,比如一旦表达出来就能让细胞分化得更精细、更准确、更迅速,最终让多细胞生物在宏观上更加复杂,那么这种死亡基因的总效果就是有益的。
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1700263361 甚至更普遍一些:多细胞生物是一个群体,任何细胞的牺牲如果能够换来群体的利益,那么这样的牺牲就是值得的。所以除了关闭端粒酶的死亡基因,还有禁止细胞分裂的死亡基因,而分裂中的细胞不能行使任何生理功能,所以这样的死亡基因会在几乎所有分化完成的细胞里表达出来;还有关停一部分代谢功能,破坏一部分细胞结构的死亡基因,比如人类的红细胞一旦成熟就会拆除几乎所有细胞器,连细胞核都要解体,全面断绝有氧呼吸,只为了专门运输氧气;有的死亡基因一旦表达出来就命令细胞当场自杀,这在胚胎发育中尤其重要,比如第六章里让手指分开靠的就是这样的死亡基因。
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1700263363 总之,我们这些拥有生殖专权的生物在自然界本来就极其短命,哪怕不会衰老也只有非常有限的预期寿命,所以任何死亡基因只要能让我们在预期寿命之内生龙活虎,在繁殖之前更快、更高、更强,然后更多、更好地完成繁殖任务,那它就是好的,有适应优势的,会被自然选择相中的,至于达到预期寿命之后会不会有关节炎、糖尿病、高血压、高血脂、冠心病……那都是给鬼操心的事儿。
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1700263365 就这样,包括我们在内的绝大多数动物纷纷陷入了老死的宿命,在接下来的两步里,让我们把这件事说得更详细一些。
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1700263367 生命的起源:所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的? [:1700256392]
1700263368 ·第五步 动的代价·
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1700263370 但是,为什么绝大多数动物还没等端粒丢尽,体细胞就已经死光了呢?
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1700263372 答案就是“动”。第二步昭示的规律实在太明显了:一切多细胞生物,凡是必然老死的,都是灵活运动的;凡是长生不老的,就算没有固定在一处,也是极其迟缓的。
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1700263374 那么,为什么会动,就“不需要活着”?
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1700263376 是的,那些红藻、植物、褐藻、真菌、海绵和珊瑚,还有所有那些模块化的动物,一辈子固定在一处,要么以光合作用为生[15],要么以分解环境中的有机物为生,要么寄生在其他植物和真菌上[16],要么就索性张大嘴等着有机碎屑漂进嘴里,收益寡淡却也没什么风险。它们生存竞争的根本之道就是单纯地扩大体积,单纯地生长而已:生长可以扩大生存空间,可以占据营养资源,可以修复机体损伤,可以挤走竞争对手,而无限的生长意味着无限次的细胞分裂,也就意味着端粒酶基因必须持续打开。
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1700263378 至于丝盘虫、涡虫、海星、纽虫什么的,情况也差不多。它们爬到哪儿就吃到哪儿,运动得那样缓慢,遇上危险逃也逃不掉,打也打不过,用强大的再生能力修复一切创伤是它们必需的防御措施,而修复就意味着持续的细胞分裂,也意味着端粒酶基因总有用武之地,会在自然选择中占据优势。
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1700263380 但我们这些活跃的动物就不同了。我们的生存竞争从不依赖单纯的扩大体积,而要依赖捕捉、撕咬、反击、防御、追击、逃跑、感知、伪装、求偶、交配、分娩、育幼……简单的生理结构绝不能胜任这些挑战,所以进化让我们的身体越来越复杂,每一个部位都长得越来越精密,也就出现了越来越多“不容替换”的细胞。
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1700263382 因为用新细胞代替旧细胞绝不是一蹴而就的事情,而干细胞、分裂中的细胞和尚未分化完毕的细胞不能行使任何生理功能,还要消耗大量的养分,挤占许多的空间,不仅如此,一个新上任的细胞能否及时发挥恰当的生理职能,也同样是个问题。
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1700263384 而活跃的运动带来了空前残酷的生存竞争,我们根本没有片刻喘息的余地。有许多非常关键的细胞如果保留了再生的能力,反而会给生存带来相当不利的影响。就拿哺乳动物为例,我们大脑里的神经元用错综复杂的突触网络储存所有的生活经验,协调着所有的神经活动,这些神经元如果替换了,突触网络就被破坏了,我们就“白活了”。再比如,我们耳蜗里负责感受声音的听觉毛细胞,每一个都负责一种特定的频率,如果这些细胞要更换,我们就将在几天之内失去几种频率的听觉。还有,我们要看见东西,眼球里的晶状体就必须纯洁透光,然而晶状体如果要存留更新用的干细胞,就会变得模糊浑浊,让我们失去视力。更不用说,心肌组织需要不断地高强度收缩,如果里面时时安插着一批分裂中的细胞,就会在剧烈运动中脆弱易断。
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1700263386 这些关键的细胞都在执行不能暂停的任务。要更新它们,就如同给行驶中的飞机更换控制元件,风险远远超过收益,然而这些零件又是如此重要,它们什么时候坏掉了,整个飞机就到了坠毁的时候。
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1700263388 所以就算别的体细胞都争取到了赦免,有这些不容替换的关键细胞拦在路上,我们也必将有老死的那一天。更何况在真实的大自然中,激烈的生存竞争让我们连这一天都活不到,那复杂的生理结构让我们时时刻刻承受着巨大的风险。一棵树哪怕被拦腰砍断,也能从残存的树桩、树根上萌出新芽,而哺乳动物哪怕只是龋坏了几颗牙都要面临感染和饥饿的死亡威胁,又或者只是崴了一只脚也会因为逃不过天敌、追不上猎物而死掉。在狂野的大自然里,我们这些活跃的动物从来活不到体细胞端粒耗竭的那一天。
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