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當食物供應減少時,線蟲、果蠅、小鼠和其他實驗動物比食物充足時壽命更長、更健康。 靈長類動物也可能受益,也許人類也是如此——這就是為什麼研究資金湧入這種現象的原因。 但這一切都提出了一個令人困惑的問題:生物最初為什麼會進化出這種機制? 研究人員已經宣佈最流行的理論在進化論上沒有意義,並且他們已經提出了一個新的解釋來取而代之。
最突出的理論涉及食物匱乏時期生理上發生的事情。 當生活富足時,自然選擇偏愛將能量投入繁殖的生物。 然而,在困難時期,動物的後代較少,將寶貴的營養物質轉移到細胞修復和回收利用上,以便它們能夠生存到饑荒結束,然後在饑荒結束後重新開始繁殖。 細胞修復和回收利用似乎是重要的抗衰老和抗癌過程,這可能解釋了為什麼營養不足的實驗動物壽命更長,並且很少患上癌症和心臟病等老年病。
瑪戈·阿德勒同意基本的細胞通路,但她不太確定進化邏輯。 阿德勒是澳大利亞新南威爾士大學的進化生物學家,她說這種流行的觀點依賴於一個很大的假設:自然選擇偏愛這種從繁殖到生存的能量轉換,因為只要動物能夠真正存活和繁殖,從長遠來看,它們將擁有更多的後代。 “這個想法在文獻中被一遍又一遍地重複,好像它是真的,但從進化論的角度來看,它根本沒有太多意義,”她說。
阿德勒說,問題在於野生動物不像它們的實驗室表親那樣擁有漫長而安全的生活。 相反,它們不僅受到饑荒的威脅,還受到捕食者和病原體、意外事故和惡劣天氣的威脅。 它們還面臨著飲食限制帶來的生理威脅,包括免疫系統受到抑制、癒合困難和對寒冷更加敏感。 由於這些原因,對於野生動物來說,將繁殖推遲到食物供應更加充足時是一個巨大的風險。 死亡可能就在不遠處等待著。
阿德勒說,最好現在就繁殖。 她提出的新假設認為,在饑荒期間,動物會加速細胞修復和回收利用,但它們這樣做是為了在饑荒期間儘可能多地生育後代,而不是在饑荒之後。 它們“充分利用糟糕的局面”以最大限度地提高它們在當下的適應性。 “這是一種動物進入的效率模式,”她說。 阿德勒和她的同事羅素·邦杜裡安斯基於三月份的BioEssays上發表了他們的推理。
其他研究人員認為,阿德勒的理論可能對壽命較短或繁殖成本較低的物種(如蒼蠅和小鼠)有意義。 但該理論對於具有不同生物學的動物來說存在問題。 鳥類和其他哺乳動物在繁殖和親代撫育上投入了大量能量,因此與果蠅相比,在饑荒期間生育後代對它們來說風險更大。 有些物種需要大量能量才能繁殖,以至於它們的身體會在食物短缺期間阻止受孕。 某些長壽物種(包括人類)通常也更有機會生存,因此它們可以負擔得起等待,並在食物最終重返餐桌時傳遞它們的基因。
阿德勒計劃在野外測試她的想法,但她承認這將是一個挑戰。 “從來沒有人能夠在野外限制動物的飲食,因為在野外操縱飲食真的很難。” 無論她的假設是否進入生物學教科書,它都可能幫助該領域的研究人員找到預防與年齡相關疾病的新方法。