英國媒體稱,長壽多子—— 直到最近,這還是一個相當普遍的愿望。但動物世界表明,高生育力和長壽往往是相互排斥的:特別是,壽命較短的動物往往繁殖能力很強,而壽命較長的動物往往后代較少。資源有限的生物體似乎要么壽命長,要么具有極強的繁殖能力——,但它們不能兩者兼得。
據英國科學新聞網站6月13日報道,德國馬克斯·普朗克進化生物學研究所的科學家現已發(fā)現生存與繁殖之間的平衡是如何運作的。他們發(fā)現,隨著預期壽命的延長,平均生育年齡是生育率下降的衡量標準。
據報道,非洲象和沙漠龜的壽命可達80歲。他們一生面臨許多危險,卻得不到任何醫(yī)療幫助。因此,這些動物實際上是研究長壽秘密的理想對象。但研究長壽動物如何衰老幾乎是不可能的??茖W家需要花費一生的時間來研究兩代大象之間的差異。如此長度的研究項目也可能非常昂貴。
這就是為什么科學家在研究動物衰老和長壽的原因時,經常轉向壽命相對較短的動物,例如老鼠和果蠅。此外,更容易觀察和研究快速繁殖的動物各代之間年齡和壽命的變化,并且通常更容易發(fā)現延長此類動物壽命的基因變化。有理由認為,人類的類似基因也具有延長壽命的作用。
但還有另一個因素與有機體的壽命直接相關:生育力。壽命較短的動物往往具有很高的繁殖能力,而壽命較長的動物只能產生很少的后代。例如,老鼠的壽命只有兩年左右,但它們在短短幾周內就達到性成熟,并且每年繁殖多達八次,每次產下三到八只幼崽。另一方面,大象的壽命可能長達80 歲,但母親一生最多只能產下10 只小象。在進化過程中,壽命和生育能力之間似乎存在某種妥協(xié):其中一個只能以犧牲另一個為代價來增加。
馬克斯·普朗克進化生物學研究所進化理論系的Stefano Jaimo 和Arne Trauersen 開發(fā)了一個數學模型,可以用來衡量這種平衡。為此,他們計算了最有利于有機體健康的壽命和生育能力的最佳組合。在這里,生育率和壽命被視為兩個相互負面影響的獨立因素:如果一個因素增加,另一個因素必然會減少。
報告稱,科學家的計算顯示,世代時間,或者說平均繁殖年齡,可以作為轉換因子來計算生育力和壽命之間折衷的影響:如果一個有機體壽命更長,它的生育率就會降低。減少。 Jaimo 說:“舉例來說,從一個時期到下一個時期的生存概率增加2%,意味著任何年齡的生育率都會降低生物體世代時間的兩倍?!?
因此,生存概率看似微不足道的增加可能會對繁殖產生嚴重后果。例如,小鼠的世代時間為2.5個月。如果它的壽命延長4%(從一個月延長到下一個月),那么這可能會降低它每月的生育率10%。壽命延長對人類生育能力的影響尚無法準確確定。然而,基于壽命較短的動物的衰老研究可能大大低估了我們?yōu)殚L壽所付出的代價。特勞爾森解釋道。 (編譯/龍軍)