地球上有理论可以永生的生物
前几天,我在网上购入了几只水母给孩子玩,我之前有一个误区,因为水母的体型以及灯塔水母的原因,一直以为水母的寿命普遍很长。购买的时候,被告知,这几个水母寿命只有一年左右,我还特意查了一下,其中就有一些关于“永生”的东西。
灯塔水母,水螅虫纲,微型海洋生物,直径只有5毫米左右,这样一个名不见经传的动物,确有所有人类都羡慕的“返老还童”能力。
在发现灯塔水母之前,一般都认为,生命发育过程是不可逆转的,因此人们认为体细胞不可能回转到干细胞状态。但是灯塔水母用实际行动狠狠了打了这个理论的脸,它就可以在达到性成熟以后,遇到刺激的时候,将体细胞转化成干细胞,从而进入其幼体水螅的状态,然后在条件合适的时候,再重新发育成灯塔水母。
意大利萨伦托大学的Stefano Piraino一直在做着灯塔水母“返老还童”的研究,他和他的合作者进行了多年的灯塔水母的研究,观察了水母从水螅体到水母体,以及水母体到水螅体的来回转变,其间没有经过繁殖-死亡的生命过程。且用于观察的几千只水母体,都具备这种逆转生命的能力。即是说,几乎所有的灯塔水母都有“返老还童”无限连的技能。
既然提到了水母体变水螅体,当然也要谈谈这个水螅。
1988年,美国波莫纳学院的研究人员研究并追踪水螅四年,用观察样本死亡率及生育率的变化来衡量水螅的衰老。4年后,研究人员没有发现水螅的生育率随着“年龄”的增长而有所下降。据研究表明,水螅身体的大部分由还未彻底分化的干细胞组成,干细胞有持续分裂的能力,因此水螅的身体处在不断更新的状态,即理论上的,水螅体大多数细胞有无限分裂的潜力,造就了其不老不死的可能。
有一种观点,生物之所以会衰老,和分布于基因上的端粒有关。端粒是不参与任何遗传物质运输的,但是却会随着细胞分裂的次数而逐渐变短,它就像一个帽子,戴在我们DNA的两端,保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。
端粒的长度反映细胞复制史及复制潜能,每当细胞经过有丝分裂,产生新的DNA时,分布在DNA两端的端粒就会变短,DNA的稳定性也就会随之下降。端粒长度下降到一定程度时,细胞就会自动启动衰老机制,让生物衰老,甚至死亡了。
干细胞和生殖细胞与其他体细胞不同,干细胞中存在活跃的端粒酶,是一种由RNA和蛋白质组成的特殊反转录酶,专门合成DNA末端的端粒。有丝分裂端粒变短?那就给他修起来!也就是说,如果某个生物整体或者大部分细胞都是由全能干细胞组成,那这个个体就有了永生的可能性。
现在发现的动植物种,只有澳洲龙虾的外壳细胞,具有活跃的端粒酶。所以不管澳龙长多大,都不会像其他甲壳类生物那样,外壳出现不能负担的情况。其他动植物的成熟细胞中,几乎没有活跃的端粒酶。即,分裂的DNA的端粒,无法被修复。
差点忘记了,还有一种细胞也有活跃的端粒酶,癌细胞,这也是为什么癌症难以治愈的原因之一。理论上,只要给予足够的环境,癌细胞也是可以永生的。
我们理解的永生,要么无限次地返老还童,要么青春永驻。但是如果能脱胎换骨,算不算永生呢?
水母转化成水螅,算是返老还童。水螅能不断修复自我,可以说是青春永驻。有一些细菌却可以做到真正的脱胎换骨。
大肠杆菌,是我们身边再熟悉不过的一种细菌。我们都知道,大肠杆菌分裂快,成长迅速,培养简单,重组子稳定,但是我们从来没想过,培养基上面的菌体,有没有死亡的?
理论上来说,有。但至今科学家在显微镜下,还没有发现大肠杆菌在分裂多少次之后会死亡。即使发现了,又怎样呢?这个死的大肠杆菌,真的是最初的那个大肠杆菌吗?
大肠杆菌,无性分裂生殖,根据细胞学原理,细胞总是要从已有的细胞分裂而来。复制,粘贴,完全一样的个体。于是,我们总是可以将眼前的这个大肠杆菌追本溯源到亿万年前的某一个大肠杆菌身上,它们完全可以说是同一个大肠杆菌。也就是说,根据细胞学原理,像大肠杆菌这样的菌体,是可以“永生”的。
我们都知道大肠杆菌是分裂生殖,但是大肠杆菌的分裂生殖不是简单地复制粘贴。通常情况下都是有主体和替身的,主体保持原有的良性基因和物质,然后将非良性的“垃圾”全给替身,替身成长起来以后,会成为新的主体,然后会一代一代循环往复的将这一传统继承下去。也就是说,一个大肠杆菌,可以将自己脱胎换骨成无数个和自己一样的大肠杆菌,只有一个最终的替身,每一代最终的那一个替身可能因为积累的“垃圾”太多,造成自身崩溃死亡。
像大肠杆菌这样的生殖方式,可以说是变态的,不仅保证了自己的不死不灭,还增加了自己的数量,且是无限增加的趋势。
1.复杂性
功能的复杂性,决定了细胞的单一性。动植物的发展都是趋于复杂化的,单细胞慢慢进化成多细胞,进化出各种器官,进化成各种功能,直至进化出现在最高等的人类。生物对机能的要求越来越复杂,只凭全能干细胞根本无法完成,只能进行单一的表达,将某一种基因的能力充分发挥。我的理解就是都会点,不如一点专精。
2.适应性
永生固然很好,谁人不爱永生,但是永生也会带来局限。
前面提到永生的生物,都会加上一个前提,理论上!
永生代表了固定,适应性,功能性等,都是一成不变的,如果一开始生理有缺陷,就一辈子有缺陷,在一定环境下也许可以生存,但是脱离了舒适区,就适应不了了。
生命就是要不断试错,改错,适应。可以大胆猜想一下,地球上有生物以来,肯定不只是水母和水螅这两种多细胞动物可以用是永生,但是现在只有这两种了。严格意义上说,是一种也没有问题,即使这样。这种生物也没有泛滥,就可以从侧面证明了,这种永生,并不是一个好的发展方向。即使是灯塔水母和水螅,也是要不断进行繁殖延续后代的。
上帝给你关上一扇门的时候,也会给你打开一扇窗。虽然人类失去了永生的可能性,但是我们获得了思考的能力。
2012年诺贝尔生理学奖由京都大学物质-细胞统合系统据点iPS细胞研究中心长山中伸弥和英国发育生物学家约翰-戈登获得,它们的研究和试验表明了成年体细胞经过诱导,可以回到早起干细胞状态,以用于形成各种类型的细胞,并应用于临床医学。
这项研究完全改变了人类对自身发展和细胞分化的认识,使细胞“返老还童”成医学新突破,为疾病的研究和诊治提供了新的途径,这也为人类延续生命甚至永生,提供了基础的理论基础,虽然这只是迈出了马拉松的第一步而已。现在看来,想让体细胞在活人体内“返老还童”,还是根本就不可能的事情。