長壽悖論:格陵蘭鯊魚與衰老過程的奧秘

编辑者: Inna Horoshkina One

格陵蘭鯊魚:能活500年的鯊魚 | OceanXplorers | National Geographic UK

一項最新的生物學研究揭示了一個令人震驚的現象,主角是地球上最長壽的脊椎動物——格陵蘭鯊。根據目前的科學估計,這種神秘的深海生物壽命可達 250 至 500 年之久,其生理機制挑戰了我們對衰老的傳統認知。

一支由多國科學家組成的國際研究團隊發現,格陵蘭鯊的心臟表現出極其特殊的特徵。即使是在該物種中被視為「年輕」的個體(年齡約 100 至 150 歲),其心臟組織也顯現出在大多數物種中被視為嚴重高齡病理的跡象。

透過高倍率顯微鏡對心臟組織進行的深入分析,研究人員觀察到了以下關鍵病理特徵:

  • 明顯的心肌纖維化現象,即心臟肌肉出現疤痕組織。
  • 大量的脂褐質堆積,這在生物學上被稱為「衰老色素」。
  • 硝基酪氨酸的存在,這是慢性氧化應激與發炎反應的明確指標。

在人類或其他大多數哺乳類動物身上,若出現如此顯著的組織學變化,通常預示著極高的心臟衰竭風險。然而,格陵蘭鯊卻是一個例外。儘管心臟呈現「老化」外觀,其功能依然穩健,完全沒有受損跡象,這讓牠們能持續在極端環境中生存數百年。

來自比薩高等師範學校的 Alessandro Cellerino 教授坦言,當研究團隊首次在顯微鏡下觀察到這些數據時,曾一度懷疑是實驗過程出現了技術性錯誤,因為觀測結果與已知的生物邏輯完全背道而馳。

然而,經過多次反覆的精密分析,研究團隊確認了這並非測量誤差,而是格陵蘭鯊獨有的生物學特性。這項發現迫使科學家重新審視生命體應對長期損傷的方式。

為了更精確地理解這一現象,研究人員將格陵蘭鯊的數據與其他物種進行了對比,包括生命週期僅約 11 年的黑口森鮫,以及壽命僅有數個月、屬於脊椎動物中最短命物種之一的青鱂魚。

對比結果呈現出一個有趣的悖論:在那些壽命較短的物種中,心肌纖維化的程度微乎其微甚至完全不存在。雖然在格陵蘭鯊和青鱂魚體內都發現了顯著的硝基酪氨酸,但只有格陵蘭鯊展現出了強大的耐受力,而不會導致功能性崩潰。

這項研究引發了衰老範式的轉變。傳統的衰老模型遵循「損傷累積導致系統失效」的邏輯,但格陵蘭鯊展示了一種全新的生存策略:將損傷轉化為耐受力,並透過結構性適應來維持系統穩定。

關於這種機制,科學家提出了幾個核心假說。首先是關於纖維化的功能重塑。在人類體內,纖維化是混亂且具破壞性的;但在格陵蘭鯊體內,這種過程似乎是緩慢、有序且與組織架構融為一體的,更像是一種系統的重新配置而非損壞。

其次是極強的氧化應激耐受力。格陵蘭鯊的身體並非試圖完全阻止損傷的發生,而是允許一定程度的損傷存在,同時精準地阻斷後續引發毀滅性連鎖反應的信號通路。這是一種與眾不同的長壽路徑。

環境因素與生命節奏也扮演了重要角色。北大西洋的冰冷海水、極低的代謝率以及缺乏劇烈的生理波動,使得格陵蘭鯊的機體不會輕易進入發炎性的「恐慌模式」,從而維持了長期的生理平衡。

基因組研究進一步支持了這些發現。格陵蘭鯊擁有強化的 DNA 修復系統,且其體內的轉座子(跳躍基因)活動異常活躍。這些機制共同構成了對癌症的高度抵抗力,確保損傷能被持續監控與修復。

伯明翰大學的 Joao Pedro de Magalhaes 教授指出,這項工作揭示了我們在理解衰老分子基礎方面的重大空白。他強調,科學界必須跳出標準實驗模型的框架,去探索這些極端長壽物種的獨特智慧。

這項研究已正式發表於《Scientific Reports》期刊。相關的基因組研究同時指出,格陵蘭鯊的生命週期極其緩慢,牠們直到 150 歲左右才達到性成熟,且患上與年齡相關疾病的機率極低。

格陵蘭鯊的故事為我們提供了深刻的啟示:生命可以經歷衰老、可以積累傷痕,但依然能保持整體的完整與強韌。這不僅是生物學上的課程,更像是一種海洋深處的隱喻。

在深海的高壓、寒冷與黑暗中,環境並未摧毀生命,反而造就了無與倫比的韌性。格陵蘭鯊那看似老邁的心臟,跳動著永恆的節奏。這正是大自然留給人類探索長壽奧秘的重要線索。

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來源

  • 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

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