越大的動物越長壽？事情沒有這麼簡單

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秀麗隱桿線蟲（學名：Caenorhabditis elegans）的體型微小，其一生大約只有3個星期。這樣的壽命對蜈蚣或老鼠來說簡直微不足道。然而，相比其他許多動物，從蜜獾到獅子，再到黑猩猩，蜈蚣和老鼠的壽命又不值一提了。更令人驚奇的是弓頭鯨，其兩百年的壽命是哺乳動物中最長的。

弓頭鯨能活到兩百多歲

還有極少數極端的情況，比如一些動物的壽命遠遠超過其親緣關係最近的物種。據華盛頓大學的分子生物學家馬特·克貝爾萊茵（Matt Kaeberlein）介紹，有一種圓蛤的壽命達到了500歲，相當於秀麗隱桿線蟲的8500倍。這種圓蛤的大小與一個餐盤差不多。不過，通常而言，較大的動物，比如鯨和大象，都具有比小型動物（比如老鼠）長得多的壽命。為什麼會這樣呢？

「我覺得問題的答案不止一個，」克貝爾萊茵說道。動物似乎有很多阻止DNA和組織過早衰老的方法，使它們能比其他動物活得更長。科學家希望找出這些方法背後的奧秘，以幫助人類應對與年齡有關的疾病，比如癌症、痴呆症和心臟疾病等。

好消息是，我們已經對大型動物為什麼活得比小型動物長久有了一定了解——這與小型動物更可能被掠食者吃掉的事實有關。為了生存和繁衍，小動物往往很早就開始生育，並且迅速衰老。蘇格蘭聖安德魯斯大學的宏觀生態學家凱文·希利（Kevin Healy）說：「如果你是一隻老鼠，那就真的沒辦法解決與癌症或衰老相關問題的選擇壓力，因為到那時候你肯定已經死了，你永遠不會到那一步。」

體型較大的動物能承受更長的成長和繁殖時間。在英國利物浦大學研究衰老問題的生物學家喬奧·佩德羅·德馬加拉斯（Jo?o Pedro de Magalh?es）說：「如果你是一隻大象，打個比方，你就不會被一隻鬣狗吃掉，因此體型夠大本身就是優勢。」因此，當某種動物面臨的外界死亡風險——比如食物短缺或被掠食者捕食——較低時，其演化出更長壽命的機會就會增大。

一隻果蝠。蝙蝠往往比同等體型的動物長壽

還有一些動物類群雖然體型較小，但也能比其他差不多大的動物活得更久，比如許多鳥類和蝙蝠，還有裸鼴鼠。希利和他的同事們對不同生活方式對壽命的影響進行了分析，指出飛行或掘洞等習性可能就是造成這一現象的原因。「這有點像體型長得非常，非常大，」希利說，「如果你能飛，你就能躲開掠食者，你可以輕而易舉地移動到新的地方。如果一個地方乾旱了，你還可以去另一個地方。」

挖掘洞穴也是避開掠食者的優勢之一。然而，生活在地下的物種並不算太多。最引人注目的物種要屬裸鼴鼠，它們能活到30歲以上，並且幾乎不會衰老或患上癌症。這種奇特的生物或許有著其他保持長壽的秘訣。

皮膚皺巴巴的裸鼴鼠可能攜帶著長壽的奧秘

裸鼴鼠的生活方式更像螞蟻或白蟻，而不像典型的嚙齒類。它們營群居生活，由一隻相當肥碩、負責繁衍的王后統治著一大群工鼠。希利說：「它們保護著王后，因此沒有掠食者能靠近王后。如果出現了食物短缺，王后會首先獲得食物。這基本上形成了一個相當有保護性，並且使它們能活得很久的環境。」

德馬加拉斯指出，靈長類動物也享有更長的壽命。黑猩猩的壽命是根據它們體型所預期壽命的兩倍。如果單獨按體型計算，人類的最長壽命應該只有27歲。然而，目前我們所知最長壽的人歲數是這一數字的4倍；一位名為珍妮·路易斯（Jeanne Louise）的法國女性活了122歲零164天，於1997年逝世。

拿黑猩猩與人類比較並不完全公平。人類可能的最長壽命是有偏差的，一方面我們通過藥物等醫學手段延長了生命，一方面我們的數量遠遠超過其他靈長類。而且，我們如此誇張的長壽還來自於超乎尋常的智力；能夠製造和使用工具使我們獲得了生存優勢，讓我們在漫長的演化中變得越來越長壽。

「從演化的角度，我們已經很了解大型動物活得更長久的原因，」德馬加拉斯說，「至於其中的機制基礎？我覺得就不太清楚了。」

代謝更快，死得更早？

以往科學家認為，大型動物之所以比小型動物長壽那麼多，主要原因是它們的代謝速率較慢。「如果體型很小，比如老鼠，那麼你就有很大的表面積和體積比，這意味著你會瘋狂地輻射熱量，」美國密歇根大學安娜堡校區的生物衰老學家理查德·米勒（Richard Miller）說道。像大象這樣的大型動物只需要消耗相對少的能量就能保持體溫。也就是說，壽命較長的動物往往具有較低的代謝速率。科學家推測，低代謝速率對動物細胞的損耗會更少。

然而，新陳代謝速率其實只是在轉移視線。米勒說：「袋鼠和負鼠具有非常低的代謝速率，因此如果這一理論成立的話，它們就應該具有很長的壽命。但事實上，這兩種動物的壽命都相當短。」另一方面，鳥類和蝙蝠具有很高的新陳代謝速率，但它們的壽命要比自身體型相應的預期壽命長得多。

德馬加拉斯和同事們對哺乳動物和鳥類的壽命與代謝速率之間是否存在聯繫進行了分析。在考慮了體型因素之後，這種聯繫消失了。

然而，有可能代謝速率在決定變溫動物的壽命時扮演著重要角色。一些壽命較長的變溫動物生活在冷水中，包括洞螈。這是一種生活在洞穴中的蠑螈，壽命可以長達100歲。生活在深海的大西洋胸棘鯛能活到150歲。還有格陵蘭鯊，壽命甚至能達到驚人的400歲。「它們的代謝速率非常低，就好比一個火爐，當我們打開加熱開關時，就得消耗更多能量，」希利說道。

此外，德馬加拉斯還指出，類似線蟲和蒼蠅等變溫動物如果在較冷的溫度下培養，其壽命也會更長。這可能是由於它們的細胞在低溫條件下積累損傷的速率更慢。我們很難在哺乳動物身上進行類似的實驗，因為恆溫動物所能承受的溫度範圍要窄得多。

「對於那些壽命非常長的圓蛤，我認為，幾乎可以肯定低溫是主要的因素，但並不是故事的全部，」克貝爾萊茵說道。在相同區域發現的其他蛤類通常壽命只有幾十年，而不是幾個世紀。

類似的，一些蝙蝠的壽命要遠勝過同樣會飛的其他動物。布氏鼠耳蝠儘管跟老鼠差不多大小，但是壽命能長達40年——老鼠最多也就能活3到4年。希利表示，同樣體型的鳥類預期壽命大約為10年。「儘管體型較大的動物確實活得長，但會飛的動物活得更長……差別是非常，非常大的，」希利說，「這並不是一個通用模式。」

尋找長壽的內在機制

不過，在動物界中也普遍存在著一些特定的衰老標記。隨著我們逐漸變老，我們的線粒體——在細胞中製造能量的微型工廠——也沒有原來那麼活躍了。蛋白質開始摺疊成錯誤的形狀，諸如阿茲海默症等疾病也開始出現。能保護DNA的端粒（染色體末端的DNA重複序列）也開始變短，直到細胞無法再繼續分裂。突變在我們的DNA里積累。這些因素，加上少數其他過程，似乎決定了我們的細胞隨時間衰老的程度。

我們不知道所有這些能在多大程度上解釋不同動物之間巨大的壽命差異。不過，許多這些過程似乎在那些具有較長預期壽命的動物中有著不同的工作機制。有證據顯示，一些蝙蝠（相對體型而言在哺乳動物中具有最長的壽命）體內的端粒並不會隨著年齡增長而縮短。克貝爾萊茵指出，長壽的圓蛤和裸鼴鼠似乎特別擅長避免蛋白質的錯誤摺疊。

然而，裸鼴鼠還有著許多其他天賦，其中之一便是產生玻尿酸的能力。玻尿酸又稱透明質酸，是一種獨特的糖類，能保持皮膚的彈性，還能抑制腫瘤。裸鼴鼠產生的玻尿酸比人類多5倍。「這至少可能與裸鼴鼠出現癌症的幾率遠低於預期的原因有關，」克貝爾萊茵說，「這並不是所有人都認可的衰老標誌之一。」

科學家對裸鼴鼠這樣非同尋常的物種特別感興趣，但還有一些在長壽動物中也普遍出現的模式。這些動物或許能比壽命較短的動物更能應對突變和DNA損傷。科學家正在對大象和弓頭鯨的這種能力進行研究。「你可能會覺得那些細胞數量比我們多的動物患上癌症的機會也更大，但如果真的這樣，它們就不會活那麼久了，」德馬加拉斯說，「因此它們肯定有著某種我們不具備的腫瘤抑制機制。」

研究人員發現，大象具有額外的與腫瘤抑制有關的p53基因拷貝。p53基因為編碼腫瘤抑制蛋白的基因，屬於最早發現的腫瘤抑制基因（又稱抑癌基因）之一。德馬加拉斯及其同事還發現，在長壽動物——包括蝙蝠、大象、人類和其他靈長類動物——中，幫助細胞抵禦DNA損傷的基因似乎在演化速度上要比短壽動物（如小鼠和大鼠）快得多。

米勒表示，具有較長壽命的動物可能還具有耐受性更強的細胞，能應對更大的環境壓力。他從不同動物身上提取皮膚細胞，用鎘、過氧化氫和紫外線進行處理。如果細胞來自較為長壽的動物（比如豪豬），其所能承受的有害物質就比來自小鼠的細胞多得多。

「如果你是一隻老鼠，那麼就有很大概率在活到一歲之前餓死或被吃掉，因此細胞對金屬耐受的能力用處就不是很大，」米勒說，「但如果你是一隻大象或豪豬，或者一隻蝙蝠……演化出對眾多毒素和生理攻擊的耐受力將會非常有用。」

米勒和他的團隊對長壽動物的細胞如何變得對壓力不那麼敏感進行了研究。他們已經鑒別出一種被稱為「硫氧還蛋白還原酶2」（thioredoxin reductase 2）的酶。這種酶具有保護線粒體免受損傷的功能，並且幾乎總是在長壽的靈長類、鳥類和嚙齒類動物細胞中大量存在。此外，出現突變而壽命變長的小鼠體內也具有比同類更多的硫氧還蛋白還原酶2。

研究人員還致力於研究能幫助細胞分解受損蛋白質的免疫蛋白酶體結構。長壽的鳥類、嚙齒類和靈長類動物都具有較高的免疫蛋白酶體水平，而它們的細胞也更擅長清楚錯誤摺疊的蛋白質。「這三類動物是獨立演化的，」米勒說，「這是個很明顯的跡象，沒有這些免疫蛋白酶體，就無法演化出長壽的物種。」

小體型的代價

那麼，如果大型動物活得更久，那犬類又是怎麼回事呢？吉娃娃等小犬種的壽命可以是大丹犬等大型犬種的兩倍以上。米勒表示，犬種之間的壽命差異大約有56%與體型差異有關。而且，這並不僅僅局限於純種犬。克貝爾萊茵稱，混種犬的體型和壽命的聯繫也同樣明顯。這種情況並不限於犬類。雖然體型較大的物種往往活得比小體型物種長久，但同個物種內部，個子較高的個體平均壽命反而較低。「數據相當有說服力，平均而言，大個子往往沒有小個子長壽，體型較大的小鼠也往往沒有體型較小的小鼠活得久，」克貝爾萊茵說道。

造成這種現象的原因之一可能是一種稱為「胰島素樣生長因子1」（IGF-1）的激素。這種激素能促進細胞生長。在哺乳動物和無脊椎動物中，個體的IGF-1水平越高，其體型就越大。有證據顯示，人體或小鼠體內的IGF-1水平越高，患上癌症的風險也會越高。另一方面，對蠕蟲、蠅類和小鼠的實驗顯示，如果IGF-1水平較低，則這些動物的衰老會變慢，並且具有較長的預期壽命。

「我們並不真正了解這些激素如何使一種動物壽命正常或延長，」米勒說道。不過，或許有一天我們可以利用IGF-1或其他相關激素來延長人類的壽命。

大丹犬的平均壽命為8到10年

由於大型犬的體型要遠大於小型犬，因此二者的壽命差異特別巨大。不過，延長大個子的壽命仍然有一線希望。克貝爾萊茵及其同事正在試驗一種稱為雷帕黴素（rapamycin）的藥物能否用於延長健康壽命。雷帕黴素又名西羅莫司（Sirolimus），最初是在復活節島土壤樣品中吸水鏈黴菌的產物里發現的。當年老的小鼠接受雷帕黴素治療時，其心臟會變得更強，而壽命延長了多達60%。當老年人接受了一種雷帕黴素衍生物之後，他們的免疫系統對流感疫苗的反應更像年輕人。克貝爾萊茵及其團隊一直在寵物狗身上試驗這種藥物。和人一樣，寵物狗也受到許多與衰老有關的類似疾病困擾。

「我們正在大型犬身上進行實驗，原因就在於大型犬的衰老速度快過小型犬，」克貝爾萊茵說，「未來幾年內，我們就能基本確定雷帕黴素等藥物能否改善寵物狗的心臟功能或認知能力，而在人類身上的研究可能需要十年時間。」

一隻侏儒鼠和它正常體型的一母同胞。侏儒鼠的壽命比普通的小鼠長40%，它們缺乏生長激素，而生長激素能促進身體分泌另一種與生長發育相關的激素——胰島素樣生長因子1（IGF-1）

研究者認為，雷帕黴素的作用機制是使細胞認為只能獲取到極少的營養物質，從而進入存活模式，並且不再大量增殖。這與另一種稱為「卡路里限制」（又稱熱量限制）的抗衰老策略十分類似。

在第一次小規模試驗中，研究團隊發現雷帕黴素對大型犬心臟功能的好處似乎與小鼠身上看到的十分相似。目前，研究人員正在進行第二次較長時間的試驗，更密切地檢查該藥物對犬類心臟和認知功能的影響。他們希望最終能利用雷帕黴素來幫助寵物犬——還有我們自己——活得更久。

要弄清楚某種特定基因或某些環境因素如何幫助動物活得更長並不容易，因為這些動物往往在長到較大的體型之後會保持很長一段時間。「這些觀點很多都只是假說，我們目前還無法證實，因為我們無法製造出轉基因或突變的大象或鯨，」德馬加拉斯說道。他希望培育出具有來自這些動物基因的小鼠，並研究這些基因如何影響小鼠的壽命。

所有這一切意味著我們仍然處於探索的初級階段，我們還不了解大型動物和裸鼴鼠等奇特物種為何如此長壽的原因。「似乎沒有一種萬能、通用的衰老解決方案，」希利說，「這更可能像是臨時拼湊的，用不同的作用機制來修補正在發生的所有衰老過程。這類機制發現的越多，我們就越有可能找到解決衰老相關疾病的方法，或許還能將這些方法付諸實踐。」

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