格陵兰鲨的长寿悖论:衰老过程中的生命韧性

编辑者: Inna Horoshkina One

格陵兰鲨鱼:能活500年的鲨鱼 | OceanXplorers | National Geographic UK

最近的一项生物学研究揭示了一个令人震惊的现象:格陵兰鲨作为地球上最长寿的脊椎动物,其寿命据估算可达250至500岁。这种生活在北大西洋深海的巨兽,其生命长度挑战了我们对生物衰老的传统认知。

一个国际科学家团队在研究中发现,这些鲨鱼的心脏表现出了一些特殊的生理特征。即便是在那些按其标准仍算“年轻”的个体(约100至150岁)身上,其心脏组织也显示出了在大多数物种中被视为严重老年病理变化的迹象。

通过显微镜对心脏组织的深入分析,研究人员观察到了以下显著特征:

  • 明显的显性心肌纤维化,即组织出现了瘢痕化现象;
  • 大量脂褐质的堆积,这种物质通常被称为“衰老色素”;
  • 硝基酪氨酸的存在,它是慢性氧化应激和炎症压力的重要生物标志物。

在人类及绝大多数哺乳动物中,这种组织学表现通常预示着极高的心力衰竭风险。然而,格陵兰鲨的情况却截然不同。尽管存在这些看似严重的损伤,它们的心脏依然能够高效运转,没有表现出明显的功能受损,且其整体寿命依然维持在极高水平。

来自比萨高等师范学校的亚历山德罗·切莱里诺教授坦言,当他们第一次在显微镜下观察到这些现象时,其矛盾程度让研究团队一度怀疑是实验过程中的技术失误。然而,随后的多次重复分析证实了这一结果的准确性:这并非测量误差,而是格陵兰鲨独特的生物学特性。

为了更好地理解这一现象,研究人员将格陵兰鲨的数据与其他物种进行了对比。对比对象包括生命周期仅约11年的黑棘鲨,以及脊椎动物中寿命最短的物种之一——仅能存活几个月的青鳉鱼。这种跨物种的对比旨在揭示长寿与短寿生物在细胞层面的本质差异。

对比结果呈现出一种奇妙的悖论:在短寿命物种中,纤维化现象极少甚至完全不存在;而硝基酪氨酸虽然在格陵兰鲨和青鳉鱼体内都有发现,但唯独格陵兰鲨展现出了强大的耐受力,并未发生功能性崩溃。这意味着格陵兰鲨拥有一种独特的生理机制来抵御这些损伤带来的负面影响。

这一发现正在推动衰老模式的范式转移。传统的衰老模型遵循“损伤导致积累,最终引发系统失效”的逻辑。而格陵兰鲨则展示了另一种生存策略:损伤引发耐受,进而通过结构适应达到长期的系统稳定。这种从“修复”到“耐受”的转变,为长寿研究提供了全新的视角。

科学家提出了几项关键假设来解释这一现象。首先是关于纤维化的稳定作用。在人类体内,纤维化往往是混乱且具有破坏性的;但在格陵兰鲨体内,这种过程似乎是缓慢、有序且融入组织结构的。这并非简单的系统故障,而是一种精密的系统重调,旨在维持心脏在极端长寿过程中的结构完整性。

其次是对氧化应激的极端耐受。格陵兰鲨的身体并非试图完全阻止损伤的发生,而是允许损伤存在,同时通过某种机制阻断随后的破坏性连锁反应。这代表了一种全新的长寿路径,即通过与损伤“共存”而非单纯的消除损伤来延长生命。

此外,外部环境与生活节奏也起到了关键作用。北大西洋寒冷的海水、极低的代谢率以及缺乏剧烈的生理波动,共同塑造了一个不会轻易陷入“炎症恐慌”模式的有机体。这种低能耗、慢节奏的生活方式,为其细胞提供了更充裕的时间来处理代谢废物。

基因组学研究进一步揭示了其内在的防御机制。格陵兰鲨拥有强化的DNA修复系统和活跃的转座子(即“跳跃基因”),并对肿瘤过程表现出极高的抵抗力。这意味着损伤虽然存在,但始终处于受控的维护状态,不会演变成致命的疾病。

伯明翰大学的若昂·佩德罗·马加良斯指出,这项工作揭示了我们在理解衰老分子基础方面的根本性空白,并强调了超越标准实验模型进行研究的必要性。格陵兰鲨的案例证明,大自然已经进化出了多种解决衰老问题的方案,而我们目前仅触及了冰山一角。

该研究已发表在《科学报告》杂志上。相关的基因组研究还指出,格陵兰鲨的生命周期极度缓慢,直到150岁左右才达到性成熟,且其患老年性疾病的频率极低。这种极端的生命策略使其成为了研究抗衰老机制的理想模型。

格陵兰鲨为我们提供了一个深刻的生物学启示:生命可以衰老,可以改变,可以积累伤痕,但依然能够保持完整与强韧。这不仅是生物学的教训,更像是一种海洋隐喻:深海的压力与寒冷并未摧毁生命,反而锻造了无与伦比的韧性。

它的心脏看起来像老人,但它的生命却回响着永恒的旋律。这就是格陵兰鲨的悖论,也是大自然留给人类的珍贵线索。通过理解这种深海巨兽如何与衰老共处,我们或许能找到改善人类健康寿命的新途径。

11 查看

来源

  • New Scientist

  • Research Explorer The University of Manchester

  • What the World's Longest-Lived Animals Can Teach Us About Aging - Time Magazine

  • Greenland Sharks Can Live for 400 Years. Scientists Are Using DNA to Unravel Their Longevity Secrets - Smithsonian Magazine

  • What is behind ageing's causal wheel? - University of Birmingham

你发现了错误或不准确的地方吗?我们会尽快考虑您的意见。