不生孩子更長命？｜大象公會
無論是人還是動物，精子競爭的核心邏輯都是更多、更快、更強。然而，生物不可能無限度地投入繁殖。一來，生物從環境中獲取的能量有限；二來，繁殖的前提是活著，必須先拿一部分能量來喂活自己。
繁衍對於生物個體而言，弊大於利。啪啪啪極大消耗能量，加劇了疾病傳播、增加了被捕食風險。於雄性而言，增加了爭奪配偶打鬥致死的風險；於雌性而言，增加了被強姦致死和難產死亡的風險。
生命的狂歡唯一的回報似乎只有短時間內大量多巴胺的釋放。但為了一瞬間的歡愉，生物卻承受了長時間的尋覓快樂而不得的痛苦。
但生命脫離了繁衍，活著好像也並無意義。於是，
他們只好謹慎地平衡分配給自身和後代的能量。而各個系統都渴望更多能量，就像各個部門都渴望更大的權力、更多的收入。
在總能量一定的情況下，每個部門的增益，都意味著其他部門的損失。動物們對繁殖活動的每一項投入都有其代價，只是他們自己未必知曉而已。
繁衍的代價
例如，在資源有限的時候，生物若投資了更多能量在免疫系統上，相應就會少投資一些能量在生殖系統上，反之亦然。同樣道理的，還有生物的生長速率、運動能力和壽命。
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生殖系統和其他系統的權衡（trade-off）
舉例來說，炎症會導致精子活性下降——並不僅限於生殖系統相關的炎症。在一個實驗中，兩組雄性蟋蟀（Teleogryllus oceanicus），一組在幼年期注射細菌的脂多糖引起炎症反應，一組不進行任何操作。
性成熟後，發現經歷炎症反應的雄蟋蟀抗菌免疫系統顯著調高，然而精子活性卻比沒處理過的蟋蟀要顯著的低[1]。
再比如，處男往往會有更快的生長速率。
一種端足目生物（Gammarus lawrencianus）在成功交配前，雄性需要抱住雌性在水中漂浮幾天（Amplexus），直到雌性排卵，此過程耗時耗力，雄性因此減少了許多進食機會。
研究人員設計了一個實驗，實驗分為兩組，一組全是雄性，另一組雌雄比例2:1，結果發現第二組雄性絕大部分時間都在抱著雌性，實驗結束後，縱慾的雄性比禁慾的雄性輕了45%[2]。
動物們還需要在肌肉和卵巢間做出權衡。
另外一種蟋蟀（Gryllus rubens）有兩種形態，能飛的長翅型，不能飛的短翅型。兩種形態的雌性蟋蟀在相同時間內增長的體重相當，然而長翅型把更多的能量分配到翅膀肌肉上，運動能力更強，短翅型把更多能量分配到卵巢發育上，生育能力更強[3]。
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左為「短翅型」，右為「長翅型」
而最致命的取捨，在於壽命與生殖能力的關係。一項研究表明，去除生殖前體細胞的「太監」線蟲，能比正常線蟲多活60%的壽命。
不生孩子更長命？
自然界中，動物們往往面臨一個兩難抉擇，是今天生孩子還是以後生孩子？
如果今天生孩子，它需要把身體資源挪一部分給性和生育，風險是死亡概率增大——因為自身健康水平下降，壽命減短，被捕食風險提高，最後還會導致未來生育水平降低。但好處是今天孩子已經生下來了，就算明天就死，起碼沒有絕後。
未來再生孩子的好處是今天不用承擔生育風險，只需要把自己養的白白胖胖，以後更容易生孩子就行。壞處是，萬一明天死了，就真的玩完了。
一種魚類（Gasterosteus aculeatus）在被捕食風險高的時候降低了求偶頻率，為了更好的未來甘願在當下壓抑自己的慾望。但是在繁殖期快結束的時候，哪怕再危險，還是要殊死一搏，因為再不拼搏就老了[4]。
因此，
在眾多物種中，生育和生存都是負相關的。
為了探求其中道理，一心想著長生不老的人類把目光放在了去除生殖細胞和生殖腺上[5, 6]。
研究人員發現，去除線蟲的生殖前體細胞可以顯著延長壽命。他們敲除了線蟲生殖細胞相關基因，使其不產生或幾乎不產生生殖前體細胞（Germ line precursor cell），生殖前體細胞是能夠不斷分裂和分化成生殖細胞的幹細胞，它的缺失可以延長線蟲壽命60%。
當研究人員突變了生殖前體細胞相關基因，使其不斷增殖，過多的生殖細胞縮短了線蟲壽命。雖然大幅減少生殖前體細胞可以延長線蟲壽命，但移除整個生殖系統卻沒有這種效果[7]。
不過，果蠅的壽命卻沒有因為生殖細胞的剔除而顯著增加，相反，沒有生殖細胞的雌果蠅壽命不增反減，空空的卵巢中長滿了過度增殖的體細胞。
沒有生殖細胞的雄果蠅的壽命與正常雄果蠅並無顯著差異或僅有微小的提高。
研究人員認為，這可能是因為生育和生存並不總要爭個你死我活，也能共同進步
[8]。
不僅物種間有差異，兩性間也有差異。研究人員發現去除卵巢的雌性小鼠壽命顯著低於對照組，且加速衰老，而切除睾丸的雄性小鼠壽命卻顯著高於對照組。
研究人員推測，這可能是因為雌激素擁有抗炎效果，卵巢切除之後沒有雌激素來源，炎症分子積累加速衰老[9]。生殖系統和我們攜手走過多年風風雨雨，粗暴地分開自然會帶來許多負面效果。
二甲雙胍（Metformin）從上世紀六十年代起被用作二型糖尿病降糖葯。近年來，科學家還發現二甲雙胍可以延緩衰老和衰老相關疾病的發生。
在實驗中，給中年小鼠長期服用低劑量的二甲雙胍，可以讓小鼠腰不酸、腿不疼，幹活不累、吃嘛嘛香，效果和低卡路里飲食（被認為能延緩衰老）類似，各種衰老指標，如氧化壓力（Oxidative stress）和炎症反應（Chronic inflammation）都有了年輕化的趨勢[10]。
但二甲雙胍的副作用是可能會減小睾丸的重量。
研究人員讓一組懷孕的小鼠媽媽每天喝二甲雙胍直到懷孕第16天，隨後取出尚在發育的胎兒，稱量睾丸重量；另一組小鼠媽媽喝到懷孕第13天，並正常生產，
隨後處死新生兒稱量睾丸重量。
兩組實驗結果均顯示，喝了二甲雙胍的小鼠生育的雄性後代睾丸
較小
，可以認為，二甲雙胍抑制了生育[11]。但二甲雙胍是否真的能延緩衰老，延緩衰老的原因是否和抑制生育有關，還需要更多的研究證實。
生殖系統內部的權衡
不僅動物投資在生育上的能量要同其他系統討價還價，在生育中分配到不同功能的能量也是同理。
生物需要權衡兩個問題：1. 分配多少能量於當下，多少能量於未來。2. 分配多少能量讓自己更容易贏得配偶（交配前選擇），多少能量讓自己交配後更容易成功生子（交配後選擇）。
交配前選擇的重要標準是打架能力，打架能力高，社會地位高，更容易贏得配偶。然而很多物種中，精子數量、質量和社會地位負相關，通常認為這是戰敗者最後的掙扎，如果對象找不到，精子質量又不行，就只能等著絕後了。
自然選擇和性選擇不止有一個標準，如果你在最為大眾接受的那一個標準下墊底，不要緊，你依然有機會，但如果在所有標準下都墊底，則必定不能存活。而在社會頂層的雄性，只要精子沒有都死光，日復一日的耕耘總是會生出孩子的，精子鬆懈一點也能贏。
公雞經過多次擂台賽，每次都獲勝的公雞精子運動能力顯著下降[12]。鮭魚經過擂台賽，每次都獲勝的魚可以獲得領地，過上老婆孩子熱炕頭的生活，失敗的魚只能撿漏，趴在別人窗戶上，到關鍵時刻衝進去排出一堆精子，老王精子數量、質量顯著高於老實巴交的正經老百姓[13]，才略微多了一點勝算。
一些甲蟲（Onthophagus）打架專用武器是它堅硬的角，實驗人員在其幼蟲期去掉會發育成為角的細胞，成年後甲蟲沒有角但卻發育出了不成比例的巨大的睾丸，意味著它把建設角的能量轉移了一部分到精子上[14]，沒有角的甲蟲只能採用隔壁老王上位法，果然失敗使人奮發，成功使人鬆懈。
科研人員不禁想到，當代人類社會早就不再把暴力當成追求配偶的最重要因素，取而代之的是聰明的大腦，睾丸和大腦都是人體極度耗能的器官，假如這二者爭奪資源，豈不是會蛋大無腦？
一項研究顯示，多夫制社會中的雄性蝙蝠大腦比一夫制社會中的雄性蝙蝠大腦小，而以前的研究告訴我們，多夫制社會中的雄性蝙蝠睾丸比一夫制社會中的雄性蝙蝠睾丸大，如此一來，大腦和睾丸的大小就負相關了[15]。
還好，緊接著就有研究出來反駁，不不不，我們不一樣，高貴的哺乳動物睾丸和大腦可是各自獨立地茁壯成長呢[16]。
參考文獻
1. Simmons, L.W., Resource allocation trade-off between sperm quality and immunity in the field cricket, Teleogryllus oceanicus.Behavioral Ecology, 2011. 23(1): p. 168-173.
2. Robinson, B.W. and R.W. Doyle, Trade-off between male reproduction (amplexus) and growth in the amphipod Gammarus lawrencianus.The Biological Bulletin, 1985. 168(3): p. 482-488.
3. Mole, S. and A.J. Zera, Differential allocation of resources underlies the dispersal-reproduction trade-off in the wing-dimorphic cricket, Gryllus rubens.Oecologia, 1993. 93(1): p. 121-127.
4. Candolin, U., Reproduction under predation risk and the trade–off between current and future reproduction in the threespine stickleback.Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 1998. 265(1402): p. 1171-1175.
5. Maklakov, A.A. and S. Immler, The expensive germline and the evolution of ageing.Current Biology, 2016. 26(13): p. R577-R586.
6. Partridge, L., D. Gems, and D.J. Withers, Sex and death: what is the connection?Cell, 2005. 120(4): p. 461-472.
7. Arantes-Oliveira, N., et al., Regulation of life-span by germ-line stem cells in Caenorhabditis elegans.Science, 2002. 295(5554): p. 502-505.
8. Barnes, A.I., et al., No extension of lifespan by ablation of germ line in Drosophila.Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 2006. 273(1589): p. 939-947.
9. Benedusi, V., et al., Ovariectomy shortens the life span of female mice.Oncotarget, 2015. 6(13): p. 10801.
10. Martin-Montalvo, A., et al., Metformin improves healthspan and lifespan in mice.Nature communications, 2013. 4: p. 2192.
11. Tartarin, P., et al., Metformin exposure affects human and mouse fetal testicular cells.Human reproduction, 2012. 27(11): p. 3304-3314.
12. Froman, D.P., et al., Sperm mobility: mechanisms of fertilizing efficiency, genetic variation and phenotypic relationship with male status in the domestic fowl, Gallus gallus domesticus.Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 2002. 269(1491): p. 607-612.
13. Bartlett, M.J., et al., Sperm competition risk drives rapid ejaculate adjustments mediated by seminal fluid.eLife, 2017. 6: p. e28811.
14. Simmons, L.W. and D.J. Emlen, Evolutionary trade-off between weapons and testes.Proceedings of the National Academy of Sciences, 2006. 103(44): p. 16346-16351.
15. Pitnick, S., K.E. Jones, and G.S. Wilkinson, Mating system and brain size in bats.Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 2006. 273(1587): p. 719-724.
16. Lema?tre, J.F., et al., Sperm competition and brain size evolution in mammals.Journal of evolutionary biology, 2009. 22(11): p. 2215-2221.
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