作者段跃初

在自然界的宏大舞台上,动物们的寿命展现出令人惊叹的跨度。从只能存活数日的蜉蝣,到寿命可达数千年的格陵兰鲨,这种巨大的差异背后隐藏着怎样的奥秘?科学家们一直在不懈探索,试图揭开这层面纱,理解生命长短背后的复杂机制。

环境因素:温度与栖息地的影响

温度对动物寿命有着显著的影响,尤其是对于冷血动物而言。研究发现,环境越寒冷,冷血动物的寿命往往越长。例如,纽约石溪大学的研究者对两种珍珠贝种群进行研究时发现,生活在西班牙的珍珠贝最多可存活29年,而生活在俄罗斯的珍珠贝最长则可存活200年 。这两种珍珠贝生活维度差异不大,但温度差异明显,西班牙的珍珠贝处于北纬43度,俄罗斯的处于北纬66度 。这表明温度可能是导致它们寿命不同的关键因素。科学家通过对90多种陆生、淡水、海洋生物物种的生命周期数据研究,发现从栖息地到物种分布的范围,温度始终是一个与生命周期相关联的指数,对于同一种动物,其栖息地气候越寒冷,则寿命越长。这一模式与代谢理论相符合,温度增加会导致反应速度加快,而冷血动物在寒冷环境中新陈代谢速度减缓,从而延缓了衰老过程 。然而,如果去除温度影响,物种的实际寿命与预期寿命仍会出现显著差异,说明还有其他因素如食物来源的丰富性或者掠食者等也在影响着物种的寿命。

除了温度,栖息地的其他方面也会影响动物寿命。比如,生活在海洋里的动物相对陆地上的动物往往更长寿。海洋中的氧气浓度和温度都比陆地低,低氧环境会导致海洋生物体内新陈代谢缓慢,延缓衰老。同时,细胞衰老与细胞内的含水量有关,陆地相对干旱,在细胞衰老的过程中无法及时补充水分,所以会导致细胞衰老加剧,进而缩短寿命。

生活方式:生存压力与繁殖策略

动物面临的生存压力和它们的繁殖策略紧密相关,这也在很大程度上决定了它们的寿命。那些面临高捕食风险的物种,通常会进化出快速生长和迅速达到性成熟的能力。以老鼠为例,由于在自然界中面临众多天敌,老鼠的寿命一般不足4年,在短暂的一生中,每年经历近800次基因变异,它们必须快速繁殖以保证种群的延续。相反,处于食物链顶端、没有太多生存压力的动物,如格陵兰鲨鱼,可能需要150年才能达到性成熟,它们的寿命也因此相对较长。

动物的活动水平和饮食习惯同样影响着寿命。乌龟行动缓慢,运动量极少,体能消耗小,新陈代谢极其缓慢,并且乌龟一年里既要冬眠还要夏眠,一天能睡15个小时以上,全年有10个月的时间都在睡觉,它还可以数月不吃不喝,长期待在一个地方不动。这些习性使得乌龟能够对外界的恶劣环境应付自如,也为其长寿奠定了基础。而一些活动量较大、新陈代谢快的动物,如小型哺乳动物,往往寿命较短。

遗传因素:基因与寿命的关联

基因在决定动物寿命方面起着基础性的作用。研究发现,从老虎到人类的多种哺乳动物从出生到死亡经历的基因变异次数大致相同,寿命短的动物更迅速地用尽了其基因变异次数额度。动物的寿命越长,每年基因变异的次数越少,例如老鼠每年经历近800次基因变异,狗每年约为249次,狮子为160次,人类平均为47次 。这表明基因变异的速度与动物寿命密切相关。

此外,科学家还发现了一些与寿命调控相关的基因。我国科学家发现的调控寿命新基因OSER1,在包括线虫、家蚕、果蝇、斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠、恒河猴及人类在内的多种生物中,增强其表达可以有效延长寿命。该基因直接受到FoxO的调控,能响应氧化应激,通过增强机体对氧化应激的防御能力,达到延长生命的效果 。浙江大学联合中国科学院分子植物科学卓越创新中心的科研团队发现的基因CG11837,不仅能够影响线粒体形态,它的活力还与动物的寿命长短存在显著的正相关性,激活该基因可使果蝇和线虫的寿命显著延长,幅度达到12%至35% 。

动物寿命的差异是多种因素综合作用的结果,包括环境、生活方式和遗传等。这些因素相互交织,共同塑造了自然界中丰富多彩的生命长度。虽然我们已经取得了一些关于动物寿命的研究成果,但生命的奥秘无穷无尽,仍有许多未知等待我们去探索。深入了解动物寿命的差异,不仅有助于我们更好地认识自然界的生物多样性,或许在未来,还能为人类健康和寿命的研究提供宝贵的启示 。

参考文献:

Moskowitz, C., & Belan, M. (2025, April 15). Why Some Animals Live for Only Days and Others Live for Thousands of Years. Scientific American.

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