很少有動物類群能像魚類那樣囊括長壽的極端情況。雖然珊瑚礁侏儒蝦虎魚的壽命不到十個星期,但格陵蘭鯊魚可以存活 500 多年。因此,當加州大學伯克利分校的一組生物學家想要探索衰老的遺傳學時,他們拿起了他們的漁具。
他們首選的捕撈物件是石魚。石魚分佈在從加利福尼亞到日本的沿海水域,是 Sebastes 屬中一個色彩繽紛的 120 多個物種的群體。其中一些密切相關的物種只能存活十年。而另一些,例如粗眼石魚,可以存活 200 多年。
據加州大學伯克利分校生物學家彼得·蘇德曼(Peter Sudmant)稱,石魚壽命的多樣性為解析長壽背後的遺傳學提供了完美的引數。在週四發表在《科學》雜誌上的一項研究中,蘇德曼及其同事篩選了 88 種石魚的基因組,並確定了 137 個特定的基因,這些基因延長了粗眼石魚等物種的壽命。
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一些魚類的長壽來自於它們的大小和棲息地。在實現更長壽命方面,科學家們發現,較大的生物通常具有優勢,因為它們的新陳代謝較慢,並且不易受到捕食。同樣,較冷的環境可以減緩生物的新陳代謝:例如,寒冷的水域使格陵蘭鯊魚能夠存活幾個世紀。
石魚的壽命。來源:PH Sudmant
該研究證實,一些石魚透過在海底寒冷的水域中緩慢生長,同時產下新一代,從而採用了這兩種策略。“石魚堪稱完美風暴:它們生活在深水中,其中一些老母親會長得非常大,”蘇德曼說。“所有這些因素都在起作用,使它們能夠存活很長時間。”
透過比較短命石魚和長壽物種的基因組,研究人員還能夠識別出增加壽命的特定基因。例如,長壽的石魚擁有更多與修復受損 DNA 相關的基因,這可能使它們比短命的同類更不容易患上某些癌症。研究人員還發現,長壽物種擁有多個旨在調節胰島素的基因,這種能力與其他動物的長壽有關。另一組稱為丁醯膽鹼酯酶的基因調節石魚的免疫系統。蘇德曼指出,類似的基因與抑制衰老人類的炎症有關。
雖然這些基因的好處可能會讓人聯想到科幻小說式的雜交實驗,但蘇德曼很快就踩了剎車。“我們不會製造出雜交石魚人類並永生,”他說。然而,這項研究的發現,“使我們有可能思考哪些途徑和基因應該成為我們研究人類和我們開發的藥物的關鍵目標。”
對於人類來說,長壽可能是一種渴望,但對於某些石魚物種來說,長壽是一種要求,加州大學聖克魯斯分校攻讀博士學位的魚類生態學家薩布麗娜·拜爾說。一些物種需要數十年的時間才能達到生殖成熟期,而且很少有幼蟲能長成成魚。為了應對這種漫長的可能性,雌性石魚每年需要產生大量的幼蟲。根據拜爾的說法,她隸屬於國家海洋和大氣管理局國家海洋漁業局研究石魚,並未參與這項研究,年長的雌性比年輕的雌性產生的幼蟲數量不成比例地多。“這些石魚確實有動力長得大,活得長,併產生大量高質量的幼蟲,”她說。
許多石魚在西海岸被商業和休閒捕撈作為食物,對某些物種構成了滅絕的威脅。拜爾說,過度捕撈和環境變化對長壽石魚物種來說更具災難性,因為它們通常比短命的同類表現出較低的遺傳多樣性。“我們不能對這些長壽、生長緩慢的物種施加過大的捕撈壓力,”她補充道。“這不是它們所適應的。”
