文|菠蘿
(一)
在很多人的想象中,進化(或者說演化),應該會把我們打磨得越來越強壯、越來越健康、越來越長壽。
但殘酷的現實是,經過億萬年進化,想活到90歲,100歲依然非常困難,因為進化對我們是否長命百歲毫無興趣,它只關心你能不能活到把基因傳下去。
長壽,從來都不是人類進化的目標。
如果把人比作一張紙,進化的目標不是讓它保存100年不壞,而是在紙壞掉之前趕緊多復印幾張出來。
曾經有一個讓人費解的現象,就是人群中有一些基因突變,會顯著增加年紀大了后生病的風險,包括癌癥,阿爾茲海默癥等,但它們卻依然被一代一代傳了下來。這是為什么呢?
現在我們知道,是因為這些基因突變在年輕的時候對繁殖后代有好處,在進化中有優勢。
這種現象在生物學上有一個專門的術語:對立多效性。名字很拗口,但通俗點說,就是有些基因突變能提高生殖和發育效率,即使它們后來會加速生物個體衰老和死亡,進化也依然會青睞它們。
只要后代數量夠多,這個基因突變就會有優勢,可以保留下來。
(二)
最經典的例子就是BRCA突變。
世界上有不少人攜帶遺傳性的BRCA基因突變,這會顯著增加乳腺癌和卵巢癌的風險,危及生命。既然這個突變這么壞,為什么沒有在漫長的進化中被淘汰掉呢?
科學家后來發現了一個意想不到的原因:攜帶 BRCA 突變居然有一些進化優勢!
有BRCA突變的女性,雖然歲數大了以后容易得癌癥,但年輕時的生育能力往往更強,因為她們卵泡儲備更多,同時受精卵更容易在子宮內著床。
由于攜帶BRCA突變的女性可能會多生孩子,那即便她后來因為癌癥去世,那這個突變依然會被進化作為“獎勵”并傳給下一代。
人類進化就像一個近視眼,它能看清30歲前的生存競爭,但過了50歲之后,世界對它來說是一片模糊。這種現象專業上被稱為“選擇陰影”。只要能年輕時多生孩子,跑贏競爭對手,即使這些人老了以后容易得癌癥,進化也視而不見。
還有一個和癌癥密切相關的基因是p53,它是最重要的抑癌基因,但其實也有兩副面孔。
一旦發現細胞受損或有癌變跡象,p53基因就會被激活,然后立刻讓細胞停止分裂,甚至自殺,從而避免癌癥發生。這個功能,保護了絕大多數人不會在學生時代就患癌。
但這件事兒也是有代價的,因為它也會消耗體內的細胞,包括干細胞。隨著年齡增長,這種原本保護我們的機制反而會導致組織修復能力下降,誘發炎癥和器官衰老。
大家可能知道,大象比人類患癌概率更低。大象防癌的一個重要機制就是更多的p53基因,它居然進化出了40個p53基因,而人只有2個。
經常有人問,能不能把大象的防癌基因直接搬到人身上,讓我們癌癥發病率也更低?
不太行!
我們沒法直接在人身上做實驗,但有科學家已經給老鼠試了一下。老鼠和人一樣,也是兩個p53基因,如果像大象一樣,給它們也弄40個p53,或者讓p53活性更強,結果如何呢?
老鼠的癌癥確實變少了,但它們衰老更快,死得更早。
不得癌癥,但死得早,肯定不是我們追求的目標。
(三)
不止是癌癥,別的老年病也是一樣。
比如APOE基因,它在人體中有3種主要形式,分別是APOE2、APOE3和APOE4。APOE4是目前已知最強的阿爾茨海默病(老年癡呆)風險基因。
攜帶一個APOE 4患阿爾茨海默病的風險會提高3-4倍,而攜帶兩個APOE4的人,風險則提高9-15倍。但事實是,目前亞洲人群中,接近10%的人都攜帶了APOE4這個高危基因。為什么呢?
因為在古代,它是能救命的。
研究發現,這個基因型能幫助對抗感染。在衛生條件極差的時代,攜帶APOE4基因的孩子對寄生蟲感染和腹瀉有更強的抵抗力,腦發育更不容易受損。
它還能幫助囤積脂肪。APOE4擅長處理膽固醇,能幫我們在食物匱乏的年代更高效地利用能量。
結果就是,我們攜帶APOE4基因的祖先,更成功地熬過了夭折率極高的童年,活了下來。至于70 歲以后,這些人會不會有神經退化疾病,記不記得回家的路,進化只會聳聳肩說:“你們早就不生孩子了,不歸我管。”
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常見的基因對立多效性
(四)
所以,為什么健康地長壽這么難?為什么人類老了以后會有這么多慢性病?
本質上就是因為我們活過了基因的“保修期”。
在人類歷史的 99% 時間里,人均壽命只有30多歲。進化篩選出來的所有基因,都是為了讓你在30歲前擁有最強的體力和最高的生育率。
如果想把平均壽命拉到80歲甚至100歲,那么這后面多出來的幾十年,已經在基因的“保修合同”之外了。那些曾經幫我們年輕時候繁衍的基因,到了老年反而成了絆腳石,成為誘發心臟病、糖尿病和癌癥的元兇。正因為這樣,健康地長壽才這么難,因為它本質上是在“逆天而行”。
除了極個別中了長壽基因彩票的人,我們多數人想長壽,尤其是健康活到90歲,甚至100歲,就必須要修復很多進化天生留下的漏洞。
基因只負責把我們送到30歲,剩下的70 年,我們只能靠智慧和科學了。人類的任務艱巨啊。
致敬科學,致敬生命!
參考文獻:
1. Effects of BRCA1 and BRCA2 mutations on female fertility. Proc Biol Sci. 2011 Oct 12;279(1732):1389–1395.
2. Association of BRCA1 mutations with occult primary ovarian insufficiency: a possible link between DNA repair and female reproductive aging. Journal of Clinical Oncology, 28(2), 240–244.
3. Apolipoprotein E4 is associated with improved cognitive function in Amazonian forager-horticulturalists with a high parasite burden. FASEB J. 2016 Dec 28;31(4):1508–1515.
4. p53 mutant mice that display early ageing-associated phenotypes. Nature. 2002 Jan 3;415(6867):45-53.
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