說起長壽的動物,大部分人的第一反應是龜,那你有想過嗎?為什麼龜龜會這麼長壽?
在南大西洋的聖赫勒拿島上,就生活著一隻被吉尼斯世界紀錄列為“世界上年齡最大的陸生動物”的生物。它的名字叫Jonathan,是一隻巨龜。根據《吉尼斯世界紀錄》,Jonathan在2019年時已經有187歲高齡了。它出生在1832年,當時維多利亞女王還在位。泰坦尼克號沉入北大西洋海底的時候,Jonathan已經80歲了。
佛羅里達西南州立大學的生物學教授Jordan Donini說,Jonathan和其他巨龜並非是唯一一種能長命百歲的龜。他說,海龜的壽命在50到100年,而箱龜的壽命則能超過100年。實際上,科學家並不知道許多龜類的壽命上限是多少,這僅僅是因為人類個體的壽命太短,不足以找出答案。
那為什麼烏龜這麼長命呢?阿肯色州立大學的生理學助教Lori Neuman-Lee說,這個問題有兩個答案,一個是進化學方面的,而另一個則是生物學方面的。
進化學方面的答案相對比較簡單粗暴:蛇和浣熊這類動物喜歡吃龜蛋。為了延續香火,烏龜必須長壽,並且頻繁的繁殖,有時候一年要下好幾次蛋——而且每次產蛋的數量很多。“鑑於烏龜有著如此多的後代,但還沒有氾濫成災,真的有點神奇,”Neuman-Lee告訴Live Science說。
烏龜長壽背後的生物學機制較為複雜。
Neuman-Lee說,其中一條線索在它們的染色體端粒上。在細胞分裂時,這些結構能夠幫助保護染色體。隨著時間的推移,端粒會變短或者衰弱,也就是說它們無法繼續保護它們的染色體了,這就會導致DNA複製出現問題。DNA複製出現錯誤又會引發腫瘤和細胞死亡等問題。
Neuman-Lee說,但是與壽命較短的動物相比,烏龜的端粒縮短的速率更慢。這就意味著烏龜對由DNA複製錯誤引發的特定損傷的抗性更高。
科學家還沒能確認烏龜長壽的全部因素,但是他們有一些想法。7月8日發表在預印本資料庫bioRxiv上的一篇研究,一支科學家團隊探索了會導致細胞損傷和死亡的一系列機制和物質,並且觀察包括巨龜在內的多個種類的龜的細胞會作何種反應。
根據該論文,巨龜和幾個其他種類的龜似乎能夠保護自身不受細胞損傷的長期影響。Neuman-Lee說,它們依靠細胞凋亡來迅速消滅損傷的細胞。
一種處理會引發氧化應激反應,這是一種活細胞會自然出現的應激。新陳代謝過程中天然產生的自由基是一種高活性分子,會引起氧化應激。當出現氧化應激時,烏龜的細胞會快速進行細胞凋亡。
“該論文強調的觀點之一就是這個,可以控制細胞凋亡是非常有價值的,因為如果一個細胞出現損傷,並且有一個機制可以快速將其移除,那就能避免癌症之類的問題,”Neuman-Lee說。
實際上,除了一種龜之外,剩餘種類的龜的細胞都對連線酶的擾亂處理沒有反應,連線酶對DNA複製過程至關重要。換句話說,龜的連線酶一直運作正常。Neuman-Lee說,這是否意味著龜可以完全抵抗DNA複製的問題還有待商榷。但這是烏龜長壽的可能答案之一。