03.05 千年的王八万年的龟,那么人类是否可以破解它们的基因而突破人类的寿命极限呢?

管乎


科学家的确在研究各种长寿动物,以探究它们为什么那么长寿,但科学家对龟鳖兴趣不大,因为人和它们差异太大,其次大多数龟鳖并不比人更长寿。

千年的王八万年的龟只是民间传说,我们生活中常见的龟和王八和人相比其实大多并非长寿动物。总的来说,不同种类的龟鳖寿命介于10~80岁之间,某些海龟和以活到百岁以上,而一些大型陆龟也能长命百岁,它们的确算得上是长寿的龟,但这些龟都不是我们的祖先生活常识中,能随便接触到的。所以,千年的王八万年的龟仅仅只是俗语,不能太当真。真正长寿的龟,并不生活在我们身边。


龟鳖的长寿更多的是相对于短命的动物而言的,和只能活几年(小型哺乳动物)甚至几个月的动物(许多昆虫)相比,那龟鳖的确也算得上长寿,但要和人类中的长者相比,并没有太多可比性,即便在古代,人生70古来稀,但这世上真能活到70岁的野生动物同样凤毛菱角,人类绝对不是短寿种。到了现代,随着生活环境的改善,以及医疗水平的迅速进步,现代文明中的人类,平均寿命迅速增加,如今70岁的老人,在跳广场舞的大妈中可并不稀罕。

图示:常见动物寿命。


在这张网上比较常见的动物寿命总结图中涉及三类动物,红色的是哺乳动物,蓝色的是冷血动物,绿色的是鸟类,橘色的则是昆虫。如果以四十岁为界限,能够活过四十岁的动物中,哺乳动物中只有犀牛、骆驼、大象和人类。而冷血动物最多,其中龟鳖就有三种,它们是鹰嘴龟、箱龟和巨龟。鸟类只有一种,鹦鹉。图示:巨龟、箱龟和鹰嘴龟。


下图中孤独的乔治,是一只著名的加拉帕戈斯象龟,象龟有好几个不同的亚种。乔治则是某个亚种的最后成员,它孤独终老,一辈子没有女朋友,甚至可能没见过同类啪啪啪。2012年,乔治在四十多岁时突然死亡,本来这种龟成年后,通常可以活到一百多岁,是世界上寿命最长的龟之一。不过,对于乔治来说,早点离开这生无可恋的龟世也未尝不是一种解脱。

图示:孤独的乔治。


冷血动物更容易长寿,在生理学上比较好理解,它们是低耗能动物,而且还可以通过冬眠逃避恶劣的气候摧残,这让它们在自然界中更容易活下来,毕竟大自然中能够享受老死的动物的可真的不多,你得同时应付其它生物的竞争和大自然的变化,才可能活得长久。这就是为什么长寿动物多冷血的缘故,如人类这样的温血动物,除了少数如熊这样的动物进化出了冬眠大法,其它温血动物一年四季都得找东西吃,找不着就会饿死。


鉴于热血动物和冷血动物之间的差异太大,试图从龟鳖,哪怕是从长寿的巨龟身上中去寻找突破人类寿命的机会,缘木求鱼的风险太高,很少有科学家愿意用自己宝贵的研究资金和时间去冒这样的风险。研究长寿的科学家,更愿意从更接近于人的动物中去寻找,起码得是温血动物,比如某些长寿鹦鹉,以及比如大象这样的哺乳动物。


虽然,大象的寿命并不比人类显著的长,但大象有大象特殊的地方,那就是它很少死于肿瘤,哪怕动物园人工饲养的大象,到了老年期也很难患上肿瘤,这引起了科学家研究的兴趣,最终他们发现,大象很难患上癌症,很可能是因为大象拥有多达40个抑制肿瘤发生的P53基因,而人类只有两个P53基因,不过除非我们愿意对人类进行基因改造,否则我们无法享受不容易患癌这样的好处。而且我们还不知道,如果将我们拥有的P53基因数量加倍,会不会有什么坏处?至少在我们能用动物做实验之前,所有关于长寿动物基因的研究,都只是初步的积累,要应用到人类自己身上还遥不可及呢。

图示:人类和大象的对比。寿命、体重、细胞数量、患癌风险、P53基因个数。



裸猿的故事


爬行动物作为变温动物,其基因跟作为温血动物的哺乳动物类是非常不同的。这主要体现在代谢模式以及支撑不同代谢模式的细胞膜的构成上。

王八和乌龟在学术上被称为“外温性”变温动物,通俗地讲就是“冷血动物”中的一类,但“冷血动物”这个词并不准确,因为它们的血并能用冷来简单形容,只是其温度比温血动物低,而且温度变化范围比较大。

“外温性”变温动物他们拥有较长的寿命主要是因为他们具有一个较低的代谢率。

与外温性的爬行动物相比,恒温动物(包括哺乳动物和鸟类)具有非常高的代谢率。哺乳动物具有较大的内脏,细胞内线粒体膜表面积也比爬行动物更大。恒温动物的细胞膜更容易允许钠离子渗透通过,且线粒体膜更容易允许氢离子渗透。这两种离子都是新陈代谢的关键离子,一个主导着渗透压和导电率,另一个主导着pH值。

上图:细胞膜的结构

  • Alpha-helix protein — 阿尔法螺旋蛋白

  • Channel protein — 通道蛋白

  • peripheral protein — 外周蛋白

  • Intergral protein — 整合蛋白

  • Globular protein — 球蛋白

  • Glycoprotein — 糖蛋白

  • Carbonhydrate — 碳水化合物

  • Glycolipid — 糖脂

  • Cholestrol — 胆固醇


大鼠(典型的哺乳动物)的标准代谢率比具有相同体重的爬行动物胡须龙在体温相同时大7倍。 大鼠肝细胞的呼吸速度比蜥蜴的肝细胞快4倍。离体大鼠肝线粒体的内膜质子(氢离子)渗透性比每毫克线粒体蛋白质的蜥蜴肝线粒体膜的质子渗透性高4-5倍。大鼠线粒体的较大渗透性不是由线粒体内膜表面积的差异引起的,而是跟线粒体磷脂的脂肪酸组成的差异有关。

上图:线粒体结构

  • Inter membrane space — 膜间间隙

  • Outer membrane — 外膜

  • Inner membrane — 内膜

  • DNA — 线粒体DNA(环形)

  • ATP synthase particles — ATP合成酶颗粒

  • Matrix — 基体

  • Granule — 颗粒

  • Ribosome — 核糖体

  • Cristae - 嵴

对爬行动物和哺乳动物以及鸟类的研究发现,细胞膜的渗透性跟细胞膜上的脂肪成分有密切关系,代谢率高的动物其细胞膜拥有较多的多不饱和脂肪酸,而代谢率越低的则含有更多的单不饱和脂肪酸。这种规律也存在于代谢较高的小型哺乳动物和代谢率相对较低的大型哺乳动物中,并在学界被称为“膜起搏器”代谢理论。此理论提出膜双层结构中较多的多不饱脂肪酸导致膜蛋白的分子活性增强,并因而导致细胞、组织和整个动物体代谢率的升高。对鸟类代谢率的研究也证实了这一理论。“膜起搏器”代谢理论是目前决定代谢率的机制的唯一解释,也决定了动物的生存成本。

看来要从根本上降低代谢率就需要改变细胞膜和线粒体膜的成分呢,而且是需要全身性地改变,这可不是简单的遗传工程。而即便是能够“转基因”,那人类会付出何种代价呢?可以预期的是:

  • 代谢率降低——这主要跟线粒体膜对氢离子的透过性有关;

  • 体温变得不再恒定——较低的代谢率无法支持恒定的体温,人会经常觉得冷,偏低的体温还容易让人更容易被真菌感染。

  • 肌肉张力下降,人可能难以支撑直立行走的姿态,大部分时间得趴着——因为钠离子在肌细胞和神经细胞膜上的流动率降低,导致神经和肌肉的兴奋性降低,难以支撑长期的高肌肉张力和正常的体姿;

  • 夜间或者在低温的环境中,身体代谢率降低,人可能没有办法正常地运动和思考——因为细胞无法达到足够的功率输出;

  • 吃得更少——因为代谢率降低了,不再需要吃太多,餐饮行业、食品行业和农业都可能衰退。

如果是这样,你还想当千年的王八万年的龟吗?


小宇堂


这个可能对基因有所误解,所谓的“长寿基因”,不是简单的一段基因片段就可以实现的,而是要整套基因共同作用下,在先天条件下就可能实现较长的寿命。跨物种的基因拼凑,很容易出现问题的,特别是对于寿命这种生老病死的大事,需要改变的太多。对人类基因改变的越多,能否形成胚胎都是个问题,就不用想长寿了。



剧烈的改变人类的基因组,最后的结果可能是弄出一只“龟”,一个怪物。这个可是违法和缺德的事,想都不要去想。龟类的长寿,和它们较慢的新陈代谢速度,已经慢悠悠的生活方式,根本不适合人类的。这种感觉就像把人和猪一样去圈养,大脑在这种低速的新陈代谢下,很大可能性就是发育不良了。需要说明的是,基因层次的改变,不是说你想加快新陈代谢就有那个能力的。比如你的心跳只能只有像龟一样的每分钟十几二十次,甚至每分钟不到十次的心跳,不用多久,手脚萎缩都是小事,还算不算是人都值得研究了。


侣意还是比较期待通过外在科技的干预,比如在宇宙中进行长距离航行时,将人置于特殊设备内进行“冬眠”,减缓细胞的生命活动,变相的延长寿命。人类基因组计划让我们知道基因比我们想象中要复杂多了,基因之间的相互作用,并不是现在的人类可以随意按想法去编程修改,就能达到想要的结果,我们还达不到那么高级的程度。

今天想要龟的长寿,明天想要鸟类的翅膀,后天又要弄个鱼鳃,这样的动物真的就不是人了啊。


侣意


关于基因对生物寿限的影响作用,涉及的方面很多。研究人员通过观察果蝇晚育个体中的长寿品系,发现了基因对果蝇寿命延长的作用。但其寿命的延长是在环境条件恶劣、食物受到极大限制的幼虫阶段,也就是说,与延长果蝇寿命有关的基因要在这种逆境条件下才会表达,才能发挥其功能。并发现有些基因改变后,将导致代谢活动缓慢、活力降低。这种基因表达受环境影响的现象说明,生物的衰老和寿限是由遗传和环境相互作用决定的。

一般认为,生物体的代谢能力、抗逆境能力起着重要作用。同时,这些抗逆性能力分属不同的代谢途径,因此衰老有多种机制,延长寿命的途径也绝不是一种。

龟长寿的原因也是不能用基因一元化解释的。龟的寿限非常复杂,受很多内部外部环境因素的影响,单从基因一个角度是很难解释清楚的。

1·活性氧的存在水平决定寿限。龟的代谢率很低,行动缓慢,能量消耗极少,既要冬眠又要夏眠,一年至少睡十个月,大大降低活性氧的产生,这是龟长寿的因素之一。

2·细胞的分裂次数与生物的寿命相关。细胞每分裂一次,就有一次染色体端粒的缩短,当端粒缩短到一定水平,细胞就不再分裂,进入衰老和凋亡。做成纤维细胞体外培养试验,人的细胞可分裂50代,龟则可分裂110代。有一种叫做端粒酶的物质,能维持染色体端粒长度的稳定性。龟的细胞能保持旺盛的分裂,是否因为得益于端粒酶,问题还有待研究。

总之,影响衰老和寿限的机制有多种,绝不是简单的决定于某一基因。而且基因的开启和抑制还要受某些因素和环境的影响。通过突破一个基因解决人类的长寿问题不切实际,让人类减少疾患、健康而长寿地生活,才是遗传学家在21世纪追求的目标。


水绕山环2


这是一个幻想问题,破解烏龟的全部基因是不困难的,但把龟的全部或者部分基因转到人的基因组是不可能有好结果的,人可能变成畸形人或夸张些成龟人或根本活不下去,基因工程或基因治疗的大量实验论文至今未有一例是把龟基因转入人的。也许是科学家不敢想,更可能是科学家预见到沒有好结果。


秦浚川


未来简史里有人类寿命延长到150没问题的,但是对绝大多数人来说,生命长度延长了,生命宽度却没有拓展,生命的深度也有浅薄,尸位素餐,150岁的长寿有意义吗?


仰望人生星程


我写了一篇关于这个的头条,是端粒酶的,可能解决你的困惑😂当然,也仅供参考哈


在下诌没学问


人是人,龟是龟,没法照搬


青山绿水常在不


可以,但科学家已有其它性价比较高的途径达到人类长生!这不是虚的,例如克隆自己,然后注入自己的记忆等手段…


真正信仰还得依靠科学


这真是个神奇的脑洞啊。

佩服,敢想


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