Science：对爬行动物和两栖动物衰老和长寿的最大规模研究揭示了衰老的秘密

190岁的乔纳森-塞舌尔巨龟最近因成为“世界上最长寿的陆地动物”而成为新闻。虽然，像这样的坊间证据存在，即某些种类的龟和其他冷血动物活了很长时间，但证据是零星的，而且大多集中在生活在动物园的动物或生活在野外的少数个体。如今，在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚州立大学、密歇根州立大学和东北伊利诺斯州大学等研究机构的研究人员报告了迄今为止对衰老和长寿的最全面的研究，包括从全世界77种爬行动物和两栖动物的107个种群中野外收集的数据。相关研究结果发表在2022年6月24日的Science期刊上，论文标题为“Diverse aging rates in ectothermic tetrapods provide insights for the evolution of aging and longevity”。

在这些作者报告的许多发现中，他们首次记录了海龟、鳄鱼和蝾螈具有特别低的衰老率，并且就其体型而言，具有更长的寿命。他们还发现，保护性表型，比如大多数海龟类的硬壳，有助于减缓衰老，在某些情况下甚至是“可忽略的衰老”，或者说缺乏生物衰老。

论文共同通讯作者、宾夕法尼亚州立大学野生动物种群生态学副教授David Miller说，“有传闻说一些爬行动物和两栖动物衰老缓慢，寿命很长，但直到现在还没有人在野外的众多物种中大规模地研究这个问题。如果我们能了解是什么让一些动物衰老得更慢，我们就能更好地了解人类的衰老，我们也能为爬行动物和两栖动物的保护策略提供信息，因为其中的许多动物都受到威胁或濒临灭绝。”

在这项新的研究中，这些作者将能够调查生物进化的比较系统发育方法应用于捕获动物、标记它们、将它们释放回野外并进行观察所获得的标记-重捕数据。他们的目标是分析与温血动物相比，冷血动物在野外的衰老和寿命的变化，并探索以前与衰老有关的假设--包括体温调节方式和保护性身体特征的存在或缺失。

Miller解释说，“体温调节模式假说”表明冷血动物---因为它们需要外部温度来调节它们的体温，因此通常具有较低的代谢---比温血动物衰老得更慢，温血动物在身体内部产生自己的热量，具有较高的代谢。

Miller说，“比如，人们倾向于认为小鼠衰老快是因为它们的代谢高，而乌龟衰老慢是因为它们的代谢低。”

然而，这些作者的发现显示冷血动物的衰老率和寿命范围有的远高于有的远低于相同体型的恒温动物的已知衰老率和寿命，这表明一种动物调节其温度的方式---不论是冷血动物还是温血动物---并不一定表明其衰老率或寿命。

Miller说，“我们没有发现支持这样的观点，即较低的代谢率意味着冷血动物的衰老率较慢。这种关系只适用于龟类，这表明龟类在冷血动物中是独一无二的。”

保护性表型假说指出具有赋予保护性的物理或化学特征（比如盔甲、刺毛、壳或毒液）的动物具有较慢的衰老和较长的寿命。这些作者记录到，这些保护性特征确实使动物的衰老速度更慢，而且在存在物理保护的情况下，与没有保护性表型的动物相比，它们的寿命要长得多。

论文共同通讯作者、密歇根州立大学综合生物学教授Anne Bronikowski说，“可能是它们改变了形态，有了硬壳，提供了保护，并促成了它们生活史的进化，包括可忽略的衰老或缺乏群体学上的衰老以及特别长寿。”

论文第一作者、东北伊利诺斯州大学生物学助理教授Beth Reinke进一步解释说，“这些不同的保护机制可以降低动物的死亡率，因为它们没有被其他动物吃掉。因此，它们更有可能活得更久，这就施加了压力，让它们更慢地衰老。我们在海龟身上发现了对保护性表型假说的最大支持。这再次表明，海龟作为一个群体，是独一无二的。”

有趣的是，这些作者在每个冷血动物群体中至少观察到一个物种的衰老可以忽略不计，包括青蛙和蟾蜍、鳄鱼和海龟。

Reinke说，“说它们根本不会变老听起来很夸张，但基本上，一旦它们过了繁殖期，它们死亡的可能性不会随年龄而改变。”

Miller补充说，“可忽略不计的衰老意味着，如果一只动物在10岁时一年内死亡的机会是1%，如果它在100岁时还活着，它死亡的机会仍然是1%。相比之下，在美国的成年女性中，10岁时一年内死亡的风险约为2500分之一，80岁时为24分之一。当一个物种表现出可忽略不计的衰老时，衰老就不会发生。”

Reinke指出，这项新的研究之所以可能，是因为来自世界各地研究各种物种的大量合作者的贡献。

她补充说，“能够把这些都做了多年的研究工作并研究各自物种的作者聚集在一起使我们有可能得到这些更可靠的衰老率和寿命的估计，这些估计是基于群体数据而是单个动物。”

Bronikowski补充说，“了解不同动物的衰老比较情况可以揭示出灵活的特征，这些特征可能被证明是与人类衰老有关的生物医学研究有价值的目标。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Beth A. Reinke et al. Diverse aging rates in ectothermic tetrapods provide insights for the evolution of aging and longevity. Science, 2022, doi:10.1126/science.abm0151.