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乌龟能永生吗?

一项僻静的野外研究为衰老问题打开了一扇巨大的窗户。

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贾斯汀·康格顿十几岁的时候,他整天在宾夕法尼亚州东北部的树林里,射杀野鸡,捕捉麝鼠,以便以每张4美元的价格出售它们的皮毛。如果有人告诉他,他可能会在森林保护区里度过余生,捕捉乌龟,用X光检查它们的腹部,并在它们不幸被汽车撞到时,费力地将它们的壳粘合起来,他一定会笑出声来。

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但这正是他在这个五月下旬的下午在密歇根大学E.S.乔治保护区所做的事情,就像他27年来每年春天和夏天所做的那样。他腰间系着一个皮质工具带,里面装着一个临时直肠温度计、尖嘴钳和黑色粗记号笔,在东沼泽巡逻。这是一个11.5英亩的栖息地,里面有睡莲和野生鸢尾花。大多数时候,他都在寻找雌性乌龟——布兰丁龟、普通鳄龟和米德兰彩绘龟——它们体内充满了受精卵,准备在第一个温暖的日子里产卵。一道低矮的塑料栅栏将乌龟的沼泽栖息地与较高、较干燥的地面分开,它们在那里筑巢。康格顿16个小时都在沼泽周围巡逻,沿着防止乌龟逃跑的栅栏行走。任何怀孕的雌性乌龟,如果想离开沼泽,都必须在被允许到栅栏另一边寻找产卵地点之前,为科学做出一点贡献。

他发现一只米德兰彩绘龟正在寻找穿过障碍物的方法。它的壳边缘有标志性的鲜红色边框,底部有复杂的线条图案,几乎就像一幅洞穴壁画。他把它捡起来,把温度计插进它的泄殖腔,那是它尾巴里消化、泌尿和生殖器官汇合的腔室。它疯狂地摆动着腿,把水排到康格顿的手上,但他还是得到了读数,这是了解乌龟如何管理繁殖和其他生物功能所需热量的重要信息。他用记号笔在它的腹部,也就是腹甲上,标记了体温、时间和位置,把它扔进一个迷彩色的袋子里,然后大步回到他的乌龟处理棚,那是一个前军事雷达站,现在成了流浪爬行动物的边境巡逻站。

在这个简陋的两室棚屋里,康格顿进行了一些最复杂的长寿脊椎动物生活史研究——这项研究可能会颠覆我们对动物如何衰老的理论,并有朝一日可能有助于揭示人类长寿的秘密。49年来,科学家们已经对保护区内的12,000多只乌龟进行了分类,建立了一个巨大的个体爬行动物数据库。每一次新捕获的乌龟都会在壳上做标记以供识别,所有动物都会被称重、测量并检查是否有疾病或损伤。怀孕的雌性乌龟会进行X光检查,以确定它们携带了多少卵以及卵的大小。巢穴会被追踪并记录位置。在高峰季节,棚屋有时看起来就像乌龟交通堵塞,处理工作可能会持续到凌晨2点。

今天的捕获物是一只16岁的雌性乌龟,自1996年首次繁殖以来,它已被捕获和X光检查过五次。一些出现在棚屋里的乌龟要老得多;虽然在20世纪50年代被标记为成年乌龟,但它们仍然健康且有生育能力。它们也是康格顿突破性发现的关键:布兰丁龟,或许还有米德兰彩绘龟,在它们变老时不会衰老——身体不会退化。它们根本不会变老。康格顿说,雌性乌龟实际上随着年龄的增长会产更多的卵:“与年轻的乌龟相比,它们简直是产卵机器。”当它们死亡时,原因往往是袭击——被汽车撞或被浣熊袭击——或者是导致这些乌龟在所有年龄段以看似相同的比例死亡的几种传染病之一。虽然某些疾病,如癌症和心脏病,更容易袭击老年人而非年轻人,但康格顿的动物似乎不会随着年龄的增长而更容易患病。

这些发现正在颠覆关于哺乳动物衰老的讨论。“他的工作对一个一直被视为理所当然的理论提出了尖锐的挑战——即衰老是不可避免的,”南加州大学生物科学和老年学教授凯莱布·芬奇说。“在这里,你有一种脊椎动物乌龟,在哺乳动物(包括人类)完全停止活动的年龄,死亡率没有增加,生殖能力也没有下降。”其他长寿物种包括鲨鱼、狼蛛和石斑鱼,人类老年学家也开始密切关注。正如国家老龄化研究所老龄化生物学项目副主任休伯·华纳所说:“如果我们知道什么调节乌龟的寿命,那可能有助于弄清人类如何衰老以及如何干预。”

除了他那深深的皱纹和狂野的灰胡子之外,你对贾斯汀·康格顿的第一印象是他对讲述一个又一个带着自吹自擂意味的故事的热情,最好是配着一杯冰镇百威啤酒。坐久了你就会听到他在墨西哥丛林里收集蜥蜴血液时,在一辆失控的伐木卡车上冒险的故事,那次事故中他差点失去了一只手。或者他会告诉你他一天晚上在密歇根保护区沿着栅栏散步时,遇到一条特别暴躁的带状水蛇的故事。那条蛇已经被一名研究生标记过了,但是“我没带手电筒。所以我抓住蛇,把它的头往后翻,然后把尾巴拉起来读取身份标识。因为天快黑了,我没看到蛇已经把头挣脱了,它咬了我一只睁大的眼睛。”

他给人的印象是,他更快乐地生活在世俗社会之外,他既是一位一丝不苟的生物学家,又是一位豪侠的牛仔。这两个自我形象似乎都源于同样的冲动——渴望生活在不受束缚的荒野中,在人们不喝香槟的地方。“几年前,詹尼·范思哲在佛罗里达被杀了,”阿肯色州塞尔西哈丁大学的生物学家迈克·普拉默说,范思哲被谋杀的那晚他正和康格顿共进晚餐。“有人在新闻里说,‘今晚全世界都在哀悼范思哲。’贾斯汀说,‘你能相信吗?全世界都在哀悼一个裁缝的死?’”

康格顿性格的两个方面——研究员和牛仔——自然地融合在一起,但并非总是如此。在一个军人家庭长大,他对学业几乎没有兴趣,迫不及待地想放学回家去探索房子附近的沼泽和树林。麝鼠和水蛇对他有着教室和书籍所没有的魅力。他以为自己会追随父亲的脚步,在海军发展事业,但在航空母舰上擦了三年马桶、擦了三年枪后,他决定尝试上大学。一想到要回到学校就让他非常害怕,以至于当他开车去加利福尼亚州维克托维尔注册一所初级学院时,他不停地对自己说:“我希望我永远都不要到达那里。”

仅仅一堂生物课就让康格顿相信,他可以通过追求儿时的兴趣来谋生。26岁时,在攻读生物学硕士学位期间,他搬进了莫哈韦沙漠一个废弃的铜银矿,他用废弃的地毯和丙烷冰箱布置了矿井,以便研究袋鼠鼠和袋鼠鼠在不同沙漠栖息地的季节性使用方式。他会连续四天在一个网格的四分之一区域内进行密集捕捞。工作强度如此之大,以至于他不得不停下来休息,徒步穿越普罗维登斯和花岗岩山脉;然后他会回来捕捞另一个四分之一的区域。晚上,他会借着从一辆废弃汽车上拆下来的尾灯读书,尾灯连接到他的大众巴士的电池上。“我讨厌靠近文明社会,”他说。“我向父母承诺,每次出去采购时都会给他们打电话,我也确实做到了。但有时会有两周的时间他们听不到我的消息。”

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1975年,他在密歇根大学的导师,进化生态学家和爬虫学家唐纳德·廷克尔,给他提供了一份E. S.乔治保护区的工作。康格顿和他的妻子带着所有家当抵达的那天,廷克尔宣布他将飞往犹他州进行另一项研究。“我说,‘你一定是在开玩笑吧,’”康格顿回忆道。“我想,‘我的天啊,我该怎么处理这个?’我们把卡车停在半卸货状态,唐和我下到沼泽里检查陷阱,他给我看了标记代码和设备在哪里,然后他就离开了。”

一旦他适应了新的职责,康格顿的日子就陷入了一种愉快的日常,划着独木舟在湿地里收集居民的数据。“我开始在一些以前没有捕捞过的沼泽里捕捞,当我第一次进入东沼泽时,我们一天捕到了100只乌龟。那时候我想唐就知道我们会有一项很好的研究了。”

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廷克尔五年后去世,享年49岁。“我崩溃了,”康格顿说。“他是我的导师和学术偶像。”就在他去世前,廷克尔打电话给国家科学基金会,宣布他身患绝症,并获得许可让康格顿继续完成这项资助项目。这位年轻的科学家发誓要以一种能纪念其前任的方式来监督这个项目。“我希望它能像以前一样运作良好,或者更好,”他说。“我不可能有其他选择。”

在20世纪80年代中期分析数据时,康格顿有了一个惊人的发现:最年长的布兰丁龟雌性——超过50岁——比年轻的雌性产卵更多,每窝的卵也更多。不仅如此,它们的死亡率也更低。“我做错了什么?”康格顿回忆自己当时的想法。“我犯错了吗?我分析错了吗?”他知道成年龟一生都在生长,所以他想知道真正的变量是否是体型而不是年龄。他再次计算数据,控制体型后,惊讶地发现结果几乎相同。

起初,他并没有将这些发现写成报告。在老年学家中,几乎没有人讨论非人类衰老模型。“我就是无法让任何人对我的研究感兴趣,”他说。于是他决定等待时机,认为他收集的数据越多,他的证据就越有力。

随着人类衰老,动脉硬化,视力下降,重要器官功能减退,生殖停止,死亡的可能性增加。对我们来说,这种演变是有道理的:既然我们花费近二十年抚养孩子,那么在我们年轻的时候就完成生育是很有利的。我们的基因偏爱早期生育;它们也确保我们能够活足够长的时间来抚养我们的孩子。

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老鼠之类的动物也需要在生命的早期生育,但原因不同:如果它们不这样做,它们可能会在繁殖之前被吃掉。“即使一只老鼠在生理死亡方面是不朽的,捕食者仍然会在三四年内抓住它,”南卡罗来纳州艾肯的萨凡纳河生态实验室(康格顿在密歇根州以外的时间都在那里工作)的生态学家惠特·吉本斯说。“因此,它们的基因在生命的早期阶段运作得非常好。老鼠身上存在一种将在10年后发挥作用的基因是没有意义的,因为这些基因根本无法传递下去。”

老鼠属于短命动物群体,其中包括蠕虫、蜥蜴和果蝇,科学家们传统上一直用它们来研究衰老。对于短命动物,“你可以在三四年内完成一个项目,并且获得大量数据,给你的同事留下深刻印象,”密歇根大学的动物学家罗纳德·努斯鲍姆说。在这种压力下,乌龟几乎不是首选的研究对象。

为什么乌龟不像老鼠那样运作?一个原因是它们的壳,这使它们对捕食者更不脆弱。同时,由于它们生命早期大部分时间都用于发展它们的壳,它们推迟了性成熟。因为乌龟很晚才开始繁殖,而且绝大多数幼崽都无法存活,所以进化偏爱那些能够持续产卵的个体。

特别是对于布兰丁龟,不仅年老的雌性仍然有生育能力,而且它们通常比它们的女儿和孙女产卵更多,存活率也更高。康格顿的理论是:年龄带来智慧,即使对爬行动物也是如此。“布兰丁龟对它们所生活的环境非常了解,”康格顿说。“我说的不仅仅是眼前的环境。我们有动物会移动四公里(2.5英里)去筑巢。当它们离起点四公里远时,它们知道自己在哪里吗?是的。它们天生就有内置地图吗?不,它们是多年来学习了这条路线。所以,如果一只雌性去了一个不成功的筑巢地点,年老的乌龟比年轻的乌龟更清楚在哪里能找到次好的地点。当你在没有医生的情况下活到六十多岁时,你就是最棒的。当然,你可能会被割草机碾过。但也许年老的雌性在避免风险方面略占优势。”

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他知道很多人很难相信这一点。“当你解剖乌龟的大脑时,你会发现,‘天啊,那里没有太多空间进行大量的思考。’我的意思是,它们的大脑非常非常小。但我认为这些乌龟比我们想象的要聪明得多。”康格顿退休后,如果有足够的时间,他想“训练乌龟,看看它们能学到多少。我认为它们能学到很多东西。”

康格顿正在开发个体捕获物的生活史数据,而其他研究人员则试图更好地理解这些动物为何能抵抗衰老。“乌龟是脊椎动物,所以它们与我们有相当近的亲缘关系,”爱达荷大学生物学教授史蒂文·奥斯塔德说。“在细胞层面上,如果这些乌龟表现出对损害人类细胞的压力的抵抗力,它们可能会给我们一些启示。”

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得梅因德雷克大学生物学教授詹姆斯·克里斯蒂安森正在研究端粒,即包裹染色体末端的简单非遗传DNA序列,在爬行动物中的功能。每次健康的细胞分裂,它都会丢失一点端粒,直到这些链条太短而无法保护染色体。此时,细胞中的DNA开始分解,从而引发衰老和死亡。人类癌细胞会脱离这个程序,产生一种叫做端粒酶的酶,它会阻止端粒缩短,使恶性细胞永生。

乌龟似乎遵循不同的模式。“尽管许多物种生活在我们污染最严重的一些环境中,”克里斯蒂安森说,“它们却避免了癌症。”他研究的早期结果表明,一些爬行动物可能在生命早期接受短暂的端粒酶爆发,这使得健康的细胞而非癌细胞永生。如果这种情况被证实,他说,对人类的影响可能令人惊叹。“如果我们能在人类出生后不久,在突变有机会潜入之前做到这一点,”他说,“我们可能会将人类寿命延长一百年。”

61岁的康格顿越来越意识到自己的年龄。“我感觉到了,”他说。“我不太去想它。我感觉到的是,我无法在不付出代价的情况下一直工作。当那些年长的布兰丁龟女士看着我时,我笑了,我仿佛听到她们说,‘好吧,今天就来烦我吧,但我会比你活得更久。’”康格顿也担心这些乌龟会比密歇根大学的研究更长寿。他计划再回到保护区五个夏天——但他退休后会有人接替吗?“我被告知这项研究是多么有价值,”他说。“我被告知有很多人想要我的数据。但我还没有被告知,‘我想要这份工作。’所以我目前还没有看到任何人来接替。”

然而,今天他有更紧迫的担忧,比如春末的寒意似乎阻止了乌龟筑巢。大约半小时前,他空运了一只19岁的雌性乌龟,编号为5,越过东沼泽的围栏去筑巢,但他担心云层和即将到来的寒冷。“它要么很快筑巢,要么不筑巢,”他说。“当温度下降时,所有的生物过程——力量、肌肉协调、向腿部输送氧气的能力——都会下降。”5号龟爬上一个旧砂砾坑的侧面,找到了它的位置,开始挖掘,但随后碰到了一个树根,放弃了未完成的巢穴。它慢慢地向上爬,但空气明显变冷了。它放弃了。

回到龟棚,康格顿听到了更好的消息。他的密歇根大学本科生助手杰森·斯威斯目睹了本季度的第一次成功筑巢,地点就在入口大门附近的一片草坪上。他观察了一小时,看到一只米德兰彩绘龟将后端伸入洞中,产下卵,然后花费了漫长的时间覆盖它们。它尽力伸展一只后腿,然后是另一只,每一次划动都将更多的泥土拉回到巢穴上方,直到它的努力几乎看不见。当它完成时,斯威斯抓住了它,并将它带到棚屋。

他还带来了一只年轻的雄性乌龟,他发现这只乌龟因为被汽车撞到而壳裂开了。“脊椎没断,”康格顿说,于是他剪下一条四英寸长的黑色电工胶带,贴在破裂的背甲上,然后在胶带上涂上粘合剂。“环氧树脂会把它固定住,直到骨头长回来。然后它会脱落,”他解释道。“我的猜测是,我们几年后还会看到这个家伙,带着略微受损的背甲。我想,严格来说,我们不应该做这些事情。但我不认为我们以任何可衡量的方式改变了人口结构。如果我能准确地衡量这一点,我就会很高兴。”

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是时候考虑下班喝啤酒了。成功筑巢的乌龟和受伤的雄性乌龟将在康格顿的杂物间水槽里过夜,早上被送回它们的沼泽家园。然而,在安顿下来过夜之前,康格顿最后一次走过东沼泽。他放走了5号乌龟,它游回沼泽,大概是打算改日产卵。康格顿看着它在水中划水。尽管他坚持说他对他的研究对象没有感情依恋,但他的眼神中流露出他对这些小动物所产生的粗犷的爱。

然而,口头上他却不承认什么。“又一天,”他简单地说,“又一只乌龟。”

一个关于乌龟信息的良好起点

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