在动物界,一般规律是体型越大,寿命越长。大象和鲸鱼是地球上寿命最长的一些动物,它们分别是陆地和海洋中最大的生物。相反,老鼠和其他啮齿动物的寿命往往短得多。
然而,一个奇怪的反例是不同体型犬种之间的寿命差异。众所周知,大型犬的寿命不如小型犬。例如,体重高达230磅的獒犬能活6到10年,而体重从未超过6磅的吉娃娃能活14到16年(数据来自美国犬业俱乐部)。
阿德莱德大学分子与生物医学系Jack da Silva表示,衰老的概念也存在更深层次的悖论。“你一生中保持最佳身体状态肯定比从受精卵发育成复杂的、多细胞的成年个体要容易得多,”da Silva说。
那么,他问道,为什么会进化出衰老呢?他认为狗品种之间观察到的寿命差异可以帮助研究人员回答这个问题。
衰老的不同理论
我们对衰老原因的直观回答通常指向生活对我们身体的影响。随着时间的推移,我们的身体会因为磨损而退化。但这解释了我们如何衰老,而不是为什么衰老,两者之间存在重要差异。有些物种进化得比其他物种寿命长得多,那么如果衰老是可避免的,为什么不是所有物种都进化得寿命更长呢?
自然选择
根据da Silva的说法,答案与自然选择随着年龄增长而减弱这一事实有关。由于我们一年后存活的可能性比两年后大,因为意外死亡或感染传染病的几率增加,基因突变对年轻且可能仍然存活的个体的影响要大于对老年个体的影响。da Silva说,这导致了衰老进化的两个主要理论。
突变累积理论
“如果不利的突变只在老年时起作用,那么它们通过选择被从群体中移除的可能性就较小。因此,突变累积理论将衰老解释为在老年时起作用的有害突变的累积,”他说。
生命史优化理论
根据da Silva的说法,“对生长和繁殖的任何投入都不能同时用于维持身体状况。因此,由于选择随着年龄的增长而减弱,通过快速生长和在年轻时繁殖而不是保持身体处于最佳状态来最大限度地提高后代数量。这就是衰老的生命史优化理论。”
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为什么小型犬寿命更长?
最近,da Silva收集了164个犬种的数据,以更好地了解这些寿命差异的原因。数据包括成年体重、新生儿体重、犬种达到其成年体重50%的年龄、每窝幼崽数量、平均死亡年龄、死因以及每个犬种不同年龄段犬只的分布信息。
选择性育种
作者发现,犬种寿命随体型增大而缩短的原因很可能是近期为增大体型而进行的定向育种,通过增加早期生长速度而发挥作用。但这具体意味着什么呢?
为了更大的体型而进行的选择,优先将资源用于早期生长,而不是投入到身体的全面维护中,这体现在大型犬在两岁以后(一旦达到成年体型)更容易患上更多身体疾病的事实。
突变
此外,增加狗和实验小鼠体型的突变也增加了患癌症的风险。当我们考虑到大多数癌症是由细胞分裂过程中出现的突变引起的,而体型较大的个体有更多的细胞分裂以供此类突变发生时,这种关联就说得通了。
在 da Silva 看来,有证据表明大型犬寿命较短的原因在于将资源投入到早期生长而非身体维护(包括对抗癌症的防御机制,例如修复 DNA 复制错误和对抗癌细胞),以及大型犬倾向于产下更多幼崽的事实,都支持了衰老进化的生命史优化理论。
这一理论还指出,随着时间的推移,大型犬应该会进化出更好的癌症防御能力、更长的寿命和更少的幼崽。我们认为,大型犬的主人会对此感到高兴。
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