科學解析:為什麼烏龜是自然界的長壽之星?

據國外媒體報道,在南大西洋聖赫勒拿島,生活着一種被吉尼斯世界紀錄稱為世界上“最長壽”的動物,它的名字叫做“喬納森”,是一隻巨型烏龜。依據吉尼斯世界紀錄 ,2019 年時喬納森 187 歲,它出生於 1832 年維多利亞女王統治時期,這意味着當泰坦尼克號巨輪沉入北大西洋海底深處時,它已經 80 歲了。

科學解析:為什麼烏龜是自然界的長壽之星?

美國佛羅里達西南州立大學生物學教授、海龜生態學家喬丹·多尼尼稱,喬納森和其他巨型龜並非唯一壽命最長的烏龜。他在接受媒體記者採訪時稱,海龜通常可存活 50-100 年,箱龜的壽命更長,可以存活一個多世紀。事實上,科學家並不知道多數海龜物種的壽命上限,只是因為人類的壽命不夠長,無法找到這個確切答案。

那麼為什麼海龜能活這麼久呢?阿肯色州立大學生理學副教授洛里·紐曼-李從事多年海龜和其他爬行動物的研究工作,他說:“這是一個進化學和生物學的問題,我們應該從這兩個方面來揭曉海龜長壽之謎。”

進化論的答案相對簡單:蛇和浣熊等動物喜歡吃海龜蛋,為了遺傳基因,海龜必須存活很長時間,頻繁繁殖,有時一年要頻繁多次,還要產下許多蛋。紐曼-李說:“考慮到海龜的後代數量,但全球並未出現海龜泛濫,這有點令人驚訝。”

事實上,海龜長壽現象背後的生物機制更為複雜,紐曼-李稱,海龜長壽的一個重要線索是它們的端粒,端粒是由覆蓋染色體末端的非編碼 DNA 鏈組成的結構,該結構有助於在細胞分裂時保護染色體。隨着時間的不斷推移,端粒變短或者退化,這意味着它們無法再保護自己的染色體,從而導致 DNA 複製出現了問題 ,DNA 複製錯誤會導致腫瘤和細胞死亡等。

但與壽命較短的動物相比,海龜端粒縮短率較低,這意味着它們更能抵抗 DNA 複製錯誤引起的某些損害。

科學家並未證實促使海龜長壽的所有因素,但他們提出了一些想法 ,7 月 8 日最新公布一項研究報告,科學家探索了一組機制,並發現導致細胞損傷和死亡的物質,他們從幾個海龜物種中觀察細胞工作狀況,其中包括“長壽龜喬納森”所屬龜種。

依據這篇論文,巨型龜和其他一些海龜物種似乎能保護自己免遭細胞損傷的長期影響,紐曼-李稱,它們通過一種叫做細胞凋亡或者程序性細胞死亡的過程,能迅速殺死受損細胞。

一種治療方法可以誘導氧化應激反應,這是在活細胞中自然發生的應激,氧化應激是由自由基引起的,自由基是由代謝過程自然形成的高度活性分子,經過處理后,海龜細胞很快發生凋亡。

該論文強調指出,實際上控制細胞凋亡是非常有價值的,因為如果有一個細胞受損,某種生物體能夠快速移除受損細胞,那麼就可以避免癌症等致命疾病。

事實上,除龜類之外所有物種的細胞對破壞連接酶的操作沒有反應,連接酶是 DNA 複製過程中必不可少的,換句話說,龜類生物的連接酶能夠持續正常工作。紐曼-李稱,這是否意味着烏龜完全抵抗 DNA 複製仍有待進一步確定,但這可能是它們長壽的原因之一。

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