1700668855
我们为什么会生病 一架四轮马车
1700668856
1700668857
19世纪美国医生、诗人霍姆斯在他的一首题为“一架四轮马车”的诗中描述了衰老现象，成了综合效应的经典隐喻：
1700668858
1700668859
那一匹马拉的车子……
1700668860
1700668861
突然之间分崩离析，
1700668862
1700668863
并无预兆，
1700668864
1700668865
好像气泡突然迸裂。
1700668866
1700668867
我们身体各个器官的老化速度大体上也是一致的。斯特勒和密德文（Strehler & Mildvan）测量过心脏、肺、肾脏、神经元和其他机体系统在不同年龄的后续能力，结果发现，不同的系统都以类似的速度逐渐老化。到了100岁的时候，每个系统都几乎不能再应对更高的要求了。因而，即使是最微小的挑战也会产生致命的衰竭。衰老本身不是一种病，问题在于每一种功能持续下降，我们对更多疾病更加易感，不仅仅是癌症和中风，而且也包括各种感染、自身免疫病，甚至意外事件。
1700668868
1700668869
1700668870
1700668871
1700668873
我们为什么会生病 我们为什么会衰老？
1700668874
1700668875
衰老是演化理论里的头等谜题。任何解释都必须面对我们刚刚讨论过的那些现象。从其他生物身上，我们发现了一些线索。一个炎热的夏日傍晚，我们与一些朋友郊游来到密歇根湖北侧河狸岛（beaver island）的西岸。当我们登上山顶俯瞰湖面时，夕阳西下，云霞斑驳，流光溢彩。我们驻足，凝神远望：无数只蜉蝣在飞舞，翅膀映着夕阳的余晖，闪闪发光。它们好像一片金色的云彩，盘旋在岸边的浪花之上，等待交配的机会，产卵，然后在成熟的同一天死去。这似乎是一种浪费。许多生物的命运也同蜉蝣一样。秋天，鲑鱼逆流游进山溪，产下卵，然后死去，它们腐烂的尸体再次冲进湖里。这是一种惨烈的告别。我们应当怎样去理解它？
1700668876
1700668877
有些人会想，衰老一定对物种有利。本书作者之一（尼斯）从大学二年级起就对衰老问题特别着迷，检索到了有据可查的各种解释。最后，他得出结论，衰老是为了给新的一代留下生存空间，以便演化能够保持物种对生态变化的适应能力。这种观点与19世纪的达尔文主义者魏斯曼（August Weismann）的立场大体一致，他在1881年写道：“老去的个体不仅对物种来说毫无价值，甚至还是有害的，因为它们抢占了更优秀个体的位置。这样一来，通过自然选择，我们这些速朽的个体的生命，将因这种浪费而更显局促。”
1700668878
1700668879
后来，他从课堂上了解到了自然选择不为种族的利益而活动，正常情况下只为个体的利益而活动。他对自己的结论产生了深深的怀疑。是否还有其他解释？当他跟密歇根大学“演化和人类行为研究组”的同事们谈起这些想法的时候，他们大笑，问道：你怎么会不知道生物学家乔治·威廉斯（本书另一位作者）1957年写的关于衰老的论文？！
1700668880
1700668881
威廉斯的文章以生物学家霍尔丹（J BS Haldane）和麦达瓦（Peter Medawar）的洞察为基础，表明了自然选择实际上会选择那些引起衰老的基因。早在1942年，霍尔丹就意识到，在最高生殖年龄以后才出现有害作用的基因是不会被自然选择淘汰的。这是一个重大的进展，但是这没有解释生殖为什么会停止。到1946年，麦达瓦又推进了一步，说明了自然选择的力量到生命的后期逐渐减弱，因为这时已经有许多个体因其他原因死去。
1700668882
1700668883
我们很容易想象遗传因素会优待年轻动物，而牺牲年老动物；或者说，以它们自己的老年阶段为代价。一个基因，或者一组基因，如果它们促进了这种状况，那么，在某些特定的条件下，它们就会在种群中散播开来，因为今天的年轻动物是未来种群的祖先。
1700668884
1700668885
威廉斯把这些思想扩充成了衰老的多效性（pleiotropic）学说（多效基因，即一个基因具有多种功能）。假设有一个基因能够改变钙的代谢，促进钙的吸收、沉积，而使得骨折更快地愈合；但是这个基因也会慢慢地析出钙沉积在动脉壁上。该基因很可能被自然选择留下来，因为许多个体在青年期受益于它，却只有少数能够活到老年阶段经历其引起的动脉疾病。即使这个基因决定了每个人都在100岁时死去，只要它对青年有微弱的益处，它也会扩散开来。这个学说的成立并不需要预设衰老的存在。许多其他的死亡原因——意外事件、肺炎等已经足够使老年人数大大减少。这个学说也不像霍尔丹的学说那样预设了生殖的停止。
1700668886
1700668887
不过，月经的停止确实是一个棘手的难题。为什么自然选择没有剔除这种现象？停经不大像是衰老的必然结果。因为大多数物种即使进入老年仍然有生殖周期，而人类的月经周期无一例外地在50岁左右停止下来，不像其他器官那样功能逐渐衰退。在1957年的论文中，威廉斯提出了一种可能的解释。女人对每个孩子做了相当大的投资，而从基因的意义而言，这种“投入”只有在孩子们活到健康的成年之后才能有所“回报”。如果一个母亲在已经感到衰弱的年龄还要生育更多的婴儿（当然也要承担与此相关的风险），她将难以哺养新生下来的婴儿，甚至会威胁现有婴儿的未来。如果她停止生育更多的孩子，转而把精力放到抚养已有的孩子上，她会有更多的后代长大成人，进而哺育他们的后代。最近有人类学家希尔和罗格斯（Kim Hill & Alan Rogers）的文章挑战这种解释，目前还没有定论。但是，威廉斯的这个假说清晰地阐述了亲属选择如何有可能解释表面看来无用的生物特性。
1700668888
1700668889
并非所有引起衰老的基因在生物早期都一定有益。某些衰老基因可能没有受到过自然选择的压力，因为只有很少的人能够活到这个基因产生不利后果的年龄。著名的生物学家埃里克斯·康富特（Alex Comfort）对这种可能性进行过深入思考，他同时还著有两本经典教科书：《衰老的生物学》和《性的欢愉》。如果康富特是对的，野生动物几乎从不死于衰老。他观察到自然界极少见到老弱的动物，因此得出结论，在野生动物群体中，衰老不是死亡的原因。但是不要忘记前述马拉松运动的记录，如果老一些的动物跑得稍微慢一点，它们就有可能会先被捕食者抓获，于是，它们早在衰老之前就死去。
1700668890
1700668891
如何研究这种情况呢？方法之一是计算自然选择作用于野生动物的选择力度（force of selection）。如果我们假定死亡率不随衰老变化，那么会得出一条理想曲线，然后再与群体实际表现出的生存曲线比较。根据两条曲线下面积的差别，我们可以估算衰老使健康状况下降了多少。图8—2即为一例。在野生哺乳动物中，衰老是一种主要的负选择力（negative selective force），大多数引起衰老的基因也都受自然选择的作用。它们之所以存在，可能要归因于对早期生命活动有好处。
1700668892
1700668893
敏锐的读者现在可能会问了，早期有益而晚年引起衰老的基因的例子有哪些呢？我们知道有所谓的“多效基因”，即，一个基因有多种作用。例如，引起苯丙酮尿症的基因使头发颜色变浅，也使智力发育停滞。不过，我们现在感兴趣的是那些在青年阶段有益、却在老年阶段有害的基因。1988年，密歇根大学的阿尔宾（Riger Albin）医生发表了一篇论文，引证了几种疾病的起因是多效基因。其一为铁色素沉积性肝硬变（homochromatosis），这种病人的特征是铁吸收过多和中年猝死，死亡原因是铁在肝脏沉积，毁坏了肝脏。在生命的早期，吸收大量的铁可以使病人避免发生缺铁性贫血，这一益处压倒了后来的损失。阿尔宾医生注意到，这种基因的流行（在人群中的频率达10%）也可能用杂合子优势的解释。这个基因之所以保存下来，也可能是性别拮抗选择的结果：它对女性有益，女性需要铁补充她们月经中的损失；但对中年男性来说，积累了过多的铁只有害处。
1700668894
1700668895
在另一个例子中，阿尔宾医生注意到，有一种基因的携带者会产生过多的I型胃蛋白酶原（pepsinogen I）。这些人比较容易在年长时患胃溃疡，并因此死去。然而，纵观他们的一生，由于体内有较多的胃酸，他们抵御感染的能力可能更强。据我们所知，至今尚无研究检验阿尔宾的假说，观察更多的I型胃蛋白酶原是否能更好地对抗胃肠道感染，诸如结核和霍乱。
1700668896
1700668897
保尔·特克（Paul Turke），一位演化人类学家，同时也研究衰老，在医学院毕业之后成为一位演化医生，他提醒我们说整个免疫系统是有年龄偏性的。免疫系统释放破坏性的化学物质保护我们不受感染，这些化学物质不可避免地也会损伤组织，导致衰老和癌症。
1700668898
1700668899
另外一个例子是阿尔茨海默症。这是最常见的脑损伤疾病之一，在65岁的人群中发病率是5%，在80岁的人群中发病率达到20%。人们很早就知道，该病受遗传因素的影响，因为有许多家族性的病例，而且在21号三体综合征的人中频率最高。1993年，杜克大学神经科学系的科学家们发现，在第19号染色体上的一个基因编码的E4载脂蛋白（apolipoprotein E4），在阿尔茨海默症病人中的含量特别高。带有该基因杂合子的人在80岁发生该病的可能性为40%。据我们所知，目前还没有人尝试寻找过这些引起阿尔茨海默症的基因对早期生活的益处。现在，既然找到了这个基因，回答这个问题应该提上日程了。国立老年研究所的拉波得（S. I. Rapoport）提出了一个解释。他注意到，阿尔茨海默症病人的大脑中异常的区域是新近才发生演化的区域；而且，其他灵长类动物不得该病。他于是提议，导致过去四百万年来人类脑容量迅速增加的基因可能引起了阿尔茨海默症，或者产生了某种独特的遗传副作用。如果能够确认早年才智较高者，或者大脑容量较大的人群更容易患上阿尔茨海默症，那将很有意思。
1700668900
1700668901
许多实验证据表明，有早期益处的基因会促进衰老。群体生物学家苏卡（Roloert Sokal）养育了一批粉甲虫（一种常见的厨房害虫），并从中选育出那些在生命周期中繁殖得较早的个体。经过40代的繁育之后，粉甲虫确实能够在早期产生更多的后代，但它们同时也老得更快些，死得更早。生物学家罗斯（Micheal Rose）和查理斯韦斯（Brain Charlesworth）从另一角度进行了实验，他们养育的是在生命晚期才繁殖的果蝇。这种果蝇不仅在生命后期繁殖较多，而且也活得久些，但是后代总数较少。这些实验结果符合预期，人工选择剔除了只有早期利益的基因，生命得到延长。
1700668902
1700668903
越来越多的证据提示，这类基因促进了野生动物的衰老。多年来，研究老年疾病的医学家接受康富特的错误结论，认为野生动物不会衰老。然而，这些研究野生动物的科学家犯了一个典型的错误——他们看到的是他们预期看到的内容，他们轻易地假定了死亡率在整个一生中保持恒定，甚至没有核查一下年老动物的死亡率是不是更高。然而，现在，当研究老年疾病的医学家开始分析各种观察数据，他们发现：对许多物种而言，衰老对生殖成功率降低的影响，比其他各种因素的总和还要强。当然，这并没有证明多效基因对衰老的作用，但是它无疑挑战了“自然选择只是没有机会剔除衰老基因”的学说。
[
上一页 ]
[ :1.700668854e+09 ]
[
下一页 ]