爬行动物和两栖动物是否掌握着青春之泉的钥匙?

爬行动物和两栖动物是否掌握着青春之泉的钥匙?

说到寿命,科学家们一直怀疑有鳞片和黏液的脊椎动物更胜一筹。加拉帕戈斯陆龟、东部箱龟、穴居蝾螈(又名洞螈)以及其他多种爬行动物和两栖动物的寿命可以超过 100 年。已知最古老的陆地动物是一只名叫乔纳森的塞舌尔巨龟,最近庆祝了它的 190 岁生日。

不过,芝加哥东北伊利诺伊大学的生物学家贝丝·莱因克说,到目前为止,大多数强调这些动物寿命长的证据都来自动物园的轶事报道。她和来自世界各地的 100 多名研究人员组成的团队比较了野生 77 种爬行动物和两栖动物的衰老速度。这项研究最初源于长期以来人们认为龟可以活很长时间的观点。“我们想知道这种现象有多普遍,”莱因克说。

研究人员发现,尽管不同物种的衰老和寿命差异很大,但海龟、鳄鱼和蝾螈的衰老速度通常非常缓慢,而且它们的寿命与体型不成比例。与此同时,丹麦的另一组研究人员在比较了动物园和水族馆中 52 种海龟和陆龟后也得出了类似的结论:大约 75% 的爬行动物衰老缓慢或几乎可以忽略不计,80% 的爬行动物衰老速度比现代人类慢。

两个团队于 6 月 23 日在《科学》杂志上发表了他们的研究成果。牛津大学生态学家 Rob Salguero-Gómez 表示,这些新发现并不特别令人惊讶,但确实挑战了衰老(生物体达到性成熟后身体机能逐渐下降,增加死亡风险)具有普遍性的观点,他没有参与这项研究。

“它们都是出色的研究成果,”他说。“它们为我们理解生命之树上的衰老增加了新的层次。”

喙头蜥(Sphenodon punctatus)。 Sarah Lamar

为了进行分析,Reinke 和她的同事们借鉴了对各种动物的长期研究,这些动物包括海龟、青蛙、蝾螈、鳄鱼、蛇、蜥蜴和蜥蜴状的喙头蜥。这些研究追踪了爬行动物和两栖动物种群,平均追踪时间为 17 年,涵盖了超过 19 万只动物。

为了确定一个物种衰老的速度,莱因克和她的团队计算了该物种个体在达到性成熟后随时间推移的死亡率。该团队根据 95% 的成年动物死亡所需的年数来估算寿命。

赖因克指出,这些估计的一个缺点是,研究人员没有区分不同的死亡原因。“当人们听到‘衰老’时,他们往往只会想到生理因素,”她说。“我们对衰老的衡量不仅包括生理因素,还包括所有可能导致野外死亡的因素。”

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研究小组还将他们的估计结果与之前发表的哺乳动物和鸟类衰老数据进行了比较。这些脊椎动物是温血动物或吸热动物,这意味着它们能够调节自己的体温。Reinke 和她的团队原本希望发现冷血或外温动物的爬行动物和两栖动物整体上比鸟类和哺乳动物衰老得更慢,因为它们的新陈代谢较慢,对身体造成的生理磨损较少。但结果好坏参半。虽然一些爬行动物和两栖动物的衰老速度确实比大多数鸟类和哺乳动物慢,但也有一些爬行动物和两栖动物的衰老速度更快。爬行动物和两栖动物的寿命从 1 岁到 137 岁不等——比灵长类动物的 4 岁到 84 岁范围要广得多。

然而,在爬行动物和两栖动物家族树中出现了一些衰老速度可以忽略不计的物种,而乌龟作为一个群体是“独一无二的慢衰老物种”,她说。

拥有保护壳、鳞甲或毒液的物种衰老得更慢,寿命更长。无论是爬行动物还是两栖动物,较晚开始繁殖的物种最终寿命更长。研究​​小组还观察到,生活在温暖环境中的爬行动物衰老得更快,而生活在类似环境中的两栖动物衰老得更慢。

需要进行更多研究来弄清楚这些和其他变量如何导致衰老和寿命的差异。“我们发现了许多非常有趣的模式,需要进一步探索,”Reinke 说。“我认为外温动物可以解答我们想知道的很多关于人类健康衰老的问题。”

在延长人类寿命的探索中,蝾螈可能是一个特别有希望的群体。“它们中的许多可以活 10 年或更长时间,对于它们的体型来说,这已经很长了,”Reinke 说。这些两栖动物以其再生失去的肢体和尾巴的能力而闻名,这使得一些科学家相信,这些再生能力可能与蝾螈令人印象深刻的长寿之间存在联系。

乔利维尔高原蝾螈(Eurycea tonkawae),一种濒危物种,是奥斯汀大都会区西北部的特有物种。这些蝾螈具有幼态性,在成年期仍保留幼虫特征(如鳃),并且适应爱德华兹蓄水层碳酸盐水的洞穴、泉水和泉水溪流。Nathan F. Bendik

在第二篇新论文中,丹麦团队重点研究了圈养爬行动物的衰老。

“所有这些衰老理论都表明......性成熟后,死亡风险会随着年龄的增长而增加,那时我们不再投入太多精力修复细胞损伤和组织,而是将更多的精力投入到繁殖中,”南丹麦大学生物学家、研究报告共同作者丽塔·达席尔瓦说。

最有可能逃脱衰老破坏性影响的物种是那些终其一生都在生长的物种,例如海龟和陆龟。

“我们主要感兴趣的是,它们的死亡风险是否会随着年龄的增长而增加,就像人类、其他哺乳动物和鸟类一样,”达席尔瓦说。她和她的同事分析了圈养海龟和陆龟的记录,每个物种的数据从 58 只到几千只不等。

在大多数物种中,死亡率要么随着年龄的增长保持不变,要么实际上有所下降。平均而言,雄性海龟和陆龟的寿命比雌性长——这与哺乳动物的情况相反。对于其中三种物种,研究小组还研究了野生种群的数据,发现圈养动物的衰老速度较低。

“在某种程度上,这些种群找到了一种在条件有利时降低衰老速度的方法,”达席尔瓦说。在圈养条件下,爬行动物不需要投入精力寻找食物或住所。但目前尚不清楚为什么只有一些爬行动物似乎通过减少或避免衰老来应对这种优厚条件。“对于其他一些物种来说,要么条件不理想,要么它们无法真正停止衰老,”达席尔瓦推测。

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虽然所研究的大多数龟类物种的衰老速度比人类慢,但现在判断这些发现对于了解人类健康和衰老有何影响还为时过早。

“我们在进行比较时需要小心谨慎,”达席尔瓦说。“我们无法明确地将其与人类联系起来,但我可以说,我们距离理解衰老机制又近了一步。”

萨尔格罗-戈麦斯表示,这两篇新论文表明,关于衰老还有多少未知数,以及人类与其他动物、植物以及远亲生物之间的衰老有何差异。

他说:“这类研究的真正价值不仅在于可以转化为生物医学研究,还在于它能让我们更加了解自己在生命之树中的位置,同时也让我们认识到并非所有事物都遵循人类的生活方式。”

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