随着全球人口结构不断变化,人类正迎来前所未有的长寿时代。如今,人们的平均寿命不断延长,老年人口在世界总人口中的占比也持续上升。
不过,活得更久并不意味着能够一直保持健康。寿命增加的同时,如何拥有更长的健康寿命,正成为科学界关注的重要课题。
那么,从遗传学和进化论的角度来看,这种人口老龄化趋势意味着什么?衰老这一在人类演化史中相对较新的现象,会不会反过来影响我们这个物种未来的发展?更重要的是,衰老是否注定要伴随着身体机能下降和疾病增加?
为了探索这些问题,进化遗传学家汉丹·梅利克·多纳塔斯(Handan Melike Dönertaş)和琳达·帕特里奇(Linda Partridge)综合分析了多个大型现代遗传数据库,希望验证一个自20世纪中期提出的重要理论——“选择阴影(selection shadow)”。
研究人员指出,近年来比较基因组学、大规模人类遗传研究以及多组学衰老生物标志物的发展,使科学家终于能够利用真实的数据,对长期以来的进化理论进行更加严格的验证。
所谓“选择阴影”,是指自然选择对个体的筛选主要集中在繁殖年龄之前或繁殖期间。换句话说,自然选择最关心的是个体能否顺利将基因传递给下一代。一旦完成繁殖任务,个体晚年的健康状况对于进化而言便不再具有同样的重要性。
这一理论意味着,自然选择随着年龄增长会逐渐减弱,因此一些只有在晚年才会产生负面影响的基因突变,很难被进化过程清除,因为携带这些突变的人通常已经完成了生育。
除此之外,还有另一种情况同样会发生。一些基因虽然会在老年增加患病风险,却能够帮助年轻人在繁殖阶段获得优势。由于自然选择更重视早期的生存和繁殖收益,这类基因同样能够被保留下来。
举例来说,如果某个基因会提高老年时期患癌症的概率,但能够帮助人在二三十岁时拥有更好的生育能力,那么从进化角度来看,这种“利大于弊”的权衡依然会受到自然选择的青睐。
过去,这些观点主要停留在理论层面。而如今,随着海量遗传数据的积累,研究团队终于能够将理论与真实的人类遗传证据进行对照分析。
来自德国弗里茨·利普曼研究所的多纳塔斯表示,关于衰老的进化理论绝不仅仅是解释过去的一种假说,它还能够帮助科学家找到那些在漫长演化过程中被保留下来的古老生物学通路。这些机制在年轻时期发挥重要作用,但如果在晚年持续保持活跃,则可能成为多种年龄相关疾病的重要诱因,因此也是未来医学干预的重要目标。
研究团队分析了涵盖数十万人的遗传研究成果,结果进一步证实,自然选择对老年阶段的影响确实明显减弱,这为“选择阴影”理论提供了有力支持。
与此同时,研究人员还进一步比较了不同物种之间的衰老方式。例如,一些寿命极长的鼹鼠等动物似乎拥有特殊的生物学机制,使它们能够在一定程度上绕过“选择阴影”带来的限制。这些长寿动物的适应策略,也许能够为未来延缓人类衰老提供新的研究方向。
研究人员认为,从进化角度重新理解衰老,并不仅仅有助于解释为什么人类会变老,更重要的是能够帮助科学家寻找改变这一过程的方法。
伦敦大学学院的帕特里奇表示,未来医学研究的目标不应只是简单延长人的寿命,而是努力减少自然选择在生命早期优化过程中留下的“后遗症”,尽可能降低这些代价在老年时期造成的健康损失,让更多人在高龄阶段依然保持良好的身体状态。
当然,每个人的寿命和衰老速度都存在明显差异,遗传、环境以及生活方式都会共同影响最终结果。
从生物学本质来看,人类最终仍会因为细胞逐渐衰老、修复能力下降而走向生命终点。然而,科学家认为,一个令人期待的发展方向正在逐渐浮现——未来或许能够通过调整人体内部的生物学机制,在一定程度上改变身体资源分配的优先级,从而延缓衰老带来的负面影响。
研究团队最后表示,正是那个允许衰老不断演化的“选择阴影”,如今反而为人类寻找逆转部分衰老后果提供了新的理论框架。
他们认为,当进化理论、衰老机制研究以及现代人类基因组学不断融合之后,未来科学研究将不再只是记录年龄增长所带来的各种变化,而是能够更精准地锁定导致衰老的根本原因,努力压缩疾病发生的时间窗口,让人类拥有更长、更健康的生命,而不仅仅是更长的寿命。
原文:https://www.sciencealert.com/the-shadow-in-evolution-that-explains-why-long-life-comes-at-a-cost
封面图片:unsplash/Domenico Adornato