生物怎麼進化出自然死亡這一性狀?
病原體感染身亡,或者被老虎吃掉了,顯然都是由其他生物導致的死亡,而被雷劈死、被水淹死、被車撞死等等意外事故更不能算自然死亡。所謂自然死亡,是指僅僅由衰老導致的死亡。而衰老的定義是time-dependent functional decline,也就是生理功能隨著時間逐步衰退。這種衰退,是偉大的進化優勢?還是多細胞體系必然崩潰的宿命?
大牛曰,造成衰老的是九大元兇:Genomic instability:基因組不穩定Telomere attrition:端粒耗損Epigenetic alterations:表觀遺傳狀態變動Loss of proteostasis:蛋白動態平衡被打破Mitochondrial dysfunction:線粒體損傷Deregulated nutrient sensing:營養信號感知下調Cellular senescence:細胞衰老Stem cell exhaustion:幹細胞耗盡Altered intercellular communication:細胞間通訊變動首先來解釋第一個,基因組不穩定。每當細胞增殖,一個細胞變成兩個細胞的時候,基因組也相應地變成兩份。人類的基因組含有30億個鹼基對,這是什麼概念呢,舉個栗子來感受一下,人類血紅蛋白,就是在血液中負責運輸氧氣的那個傢伙,它在基因組上的源代碼是這個樣子
這只是由627個鹼基編碼成的一個基因而已,讓你手抄這一小段序列,能保證一個字母都不錯嗎?細胞在每一次增殖的時候都要保證30億個鹼基都被準確複製一遍,能保證完全不出錯嗎?顯然不能。即使DNA複製在幾十億年的進化過程中已經變得非常非常精確,出錯的頻率大概是每十萬個鹼基有一個錯誤,但隨著複製的進行,突變還是根本停不下來。你可能要說,那隻要不複製就解決問題了嘛!確實,人體很多細胞都是不增殖不複製的。可是!宇宙是如此的殘酷!不要忘了紫外線!環境中的各種化學物質!甚至自身的代謝產物!它們都能戕害基因組。所以,可憐的基因組早已被命運掐住了咽喉,隨著時間而不斷積累各種錯誤和傷口,造成基因組不穩定。對於單細胞來說,這種不穩定提供了自然選擇和生物演化的素材。畢竟是一人吃飽全家不餓,哪怕它變得面目全非,也OK的。可是對於多細胞生命來說,每一個細胞都只是龐大機器上的一個小齒輪,對穩定性的要求非常高,根本容不得再細微的改變,一點點的變化都可能導致它不能承擔自己的使命,失去本身的功能。所以,基因組不穩定對多細胞生物來說,會造成time-dependent functional decline,也就是衰老。


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