为什么衰老不是不可避免的

H人类是逐渐变老的，但有些动物在生命的最后阶段会迅速变老，而有些动物根本不会变老，还有一些动物甚至会倒退衰老。大自然中各种各样的衰老模式应该是一个警示信号，提醒那些倾向于归纳的人，尤其是那些认为衰老是不可避免的人。

细菌对称繁殖，只是一分为二。对细菌来说，“老化”意味着什么呢?因为在繁殖之后，父母和孩子之间就没有区别了。像变形虫这样的单细胞原生生物也对称繁殖，但奇怪的是，他们却发明了一种衰老的方法。甚至在宏观的生命形式中，生物体的寿命也有很大的变化，这在某种程度上与当地的生态环境和繁殖率相适应。这很难是一个普遍的、不可阻挡的过程的结果;事实上，这种对环境的微调就是适应的标志。

生命跨度从大的和小的玛土撒兰到死于春季午后的遗传的神风敢死队。水下蜻蜓活4个月，成虫活半小时。我们能活70多岁;但是银杏的分生组织可能有数百万年的历史了。当我们意识到从酵母细胞到鲸鱼，衰老的遗传基础在不同物种之间广泛共享时，这个范围变得更加令人印象深刻。不知怎么的，同样的遗传机制，在地球生命之初从我们共同的祖先那里遗传下来的，已经被塑造成可以产生从数小时(酵母细胞)到数千年(红杉和颤杨)的寿命。

并且不仅是生命的长度，而且在那个时间内变化的劣化模式。老化可以在整个寿命（大多数蜥蜴和鸟类）的过程中以稳定的速度发生，或者在一段时间内没有老化，然后突然死亡（蝉和世纪植物）。

我们自己的“内部刺客”秘密行动，就像一个邪恶的皇后逐渐毒害她的丈夫;但其他物种有内在杀手，他们的行动要快得多，还有一些物种似乎根本没有基因死亡程序。这种多样性是一种由积极的自然选择塑造的特征的确定信号，而不是不变的熵定律。

一种衰老的生物标志物在不同的物种之间有着很大的差异——事实上，在不同的物种之间也是如此个人对于下一个问题，很难给出一个统一的定义。男人可能过早地变白，裸鼹鼠宝宝可能布满皱纹。然而，对于精算师来说，这个问题有一个明确的答案，即使这个答案只有统计学家才会喜欢:老龄化是死亡率的增加。换句话说，随着动物年龄的增长，它的死亡风险越来越高。

例如，一个20岁的男人有99.9%的机会活到21岁生日。也就是说，他的死亡几率是每年千分之一。如果这种情况持续下去，那么40岁的人在41岁生日之前死亡的几率也将是千分之一。我们称之为“不老化”。事实上，一个40岁的人在41岁生日之前死亡的几率是千分之二。在过去的20年里，他的死亡风险增加了一倍，这是他逐渐变老的证据。

它变得更糟。60岁的风险为1,000人，80岁，60岁，60岁。

不仅死亡风险增加，而且增加得越来越快。随着年龄的增长，衰老或死亡的几率会逐年增加，比如在我们成年后出现的情况，这被称为“加速衰老”。但其他物种有不同的模式。死亡的可能性可能会增加，然后趋于平稳:“衰老减速”，甚至是“死亡高原”。如果我们坚持对衰老的这个定义，我们肯定会说，如果死亡的概率不增加，那么这个物种就根本不会衰老。更奇怪的是，如果死亡概率从一年到下一年下降，那么一个物种就在倒退衰老，这被称为“负衰老”。

老龄化还有第二个客观指标，那就是生育率的下降。正如死亡率被定义为死亡的概率，生育率被定义为生育的概率。男性在成年后逐渐丧失生育能力。女性失去生育能力的速度更快，在更年期时，生育能力降至零。但是不同的物种有不同的模式，不同的时间表。在一些物种中，生育力在生命周期的大部分时间里都在增加，这是另一种形式的“负衰老”。

例如，布兰丁海龟，一种在美国中西部很常见的箱龟，在几十年里缓慢成熟，它没有持续增长，但它确实在继续提高生育率。显然，它的死亡风险也会随着年龄的增长而下降。从进化的角度来看，生育能力的丧失是主要原因。从自然选择的角度来看，一旦你不能再繁殖，你就等于死了。

自然可以用老龄化（或非老化）来做任何她愿意的。任何时间尺度都是可能的，并且任何形状都是可能的。

我们很自然地把不同的物种分为寿命长或短，把只活一天的昆虫混为一谈，把它们与活几百年的树木和鲸鱼区分开。但这种差异很大程度上归因于规模。从生长到繁殖再到衰老，在一个新陈代谢缓慢、需要滋养大量组织的庞然大物中，一切都必须发生得更慢。所以我们对活了20年的蜜蜂比对活了20年的驼鹿更感兴趣。

但假设我们可以完全从考虑并比较基于的不同物种形状而不是期间他们的人生历史。无论生命周期是长是短，我们都将其显示在相同大小的框中进行比较。与其问它们能活多久，不如问它们的种群是否倾向于逐渐消亡，或者是许多人在婴儿期就死亡，随后死亡的人更少，或者是所有的死亡都在生命周期结束时聚集在一起。在一篇论文中发表的图表自然2014年正是如此，从这幅图中我们可以看到大自然的创造力。每一种可以想象到的组合都有，快速衰老、无衰老和倒退衰老，伴随而来的是数周、数年或数个世纪的寿命。图表上出现的奇怪的同床异梦的邻居是完全意想不到的。例如，在图表的顶部，随着低死亡率在生命结束时突然上升，人类与实验室蠕虫和热带鱼(孔雀鱼)一起!事实上，就衰老特征而言，我们人类看起来更像实验室里的蠕虫而不是黑猩猩。

上面的图表显示了野生动植物衰老的各种方式。每一帧中较浅的向下的线是生存曲线，下面粗体的曲线是生育力。生存线的下坡意味着随着时间的推移，存活下来的个体越来越少。这个图表是这样构建的，一条斜线向下是中性的，或者说根本没有老化。对角线上呈驼峰状的线条代表正常衰老，而对角线下呈曲线状的线条代表逆衰老，或“负衰老”。例如，人类的这条线在很长一段时间内保持平坦，然后急剧下降;这意味着很多人都活了一辈子，而且他们的死亡都集中在八九十岁(这是现代日本的统计数据)。

但对于底部两排的动物和植物来说，死亡率更稳定。事实上，对于海龟和橡树来说，曲线是平缓的。这意味着死于高龄的人比英年早逝的人要少，英年早逝是一种逆向衰老。

代表生育能力的粗线很简单。由于动物或植物变大，生育能力可能升高，或者它可能与生殖衰老 - 例如更年期。请注意，在死亡之前，顶行的动物会损失它们的所有生育能力。这在自己的权利上造成了进化的难题。¹

在这个图表中，如果生存曲线是一条直的对角线，那就表示没有衰老——例如，水螅和寄居蟹。(水螅是一种淡水水母，长四分之一英寸，生活在池塘里。)最上面一排的所有动物都显示出“真正的衰老”——随着年龄的增长，它们更有可能死亡。接下来的两行显示的植物和动物不会衰老或年龄相反。对于后一种情况，年龄越大，死亡风险越小。大多数树都是这样的，乌龟也遵循同样的模式，还有蛤和鲨鱼(图中没有)。

每一帧中较低、粗体的曲线代表生育力。排在第一行的动物在可能死亡之前就已经停止繁殖了。这给新达尔文主义正统派提出了一个进化难题——如果自然选择的唯一目标是最大限度地繁殖，那么为什么进化允许繁殖降至零，而这么多存活下来的物种呢?生育力曲线上升说明生育力随年龄增长而增加，这是另一种负衰老。当你想象一棵一年比一年长得大的树时，它随着年龄的增长产生更多的种子就不足为奇了。第三排的西班牙山植物是Borderea Pyrenaica它是一种生长在比利牛斯山岩石峭壁上的植物。如果不受干扰，它可以活到300岁以上，没有衰老的迹象;但要注意，它的生育能力直到20岁以后才会真正开始。

此图的信息是自然可以用老化（或非老化）来做任何她想要的事情。任何时间尺度都是可能的，并且任何形状都是可能的，并且每个物种都被精致地适应其生态环境。没有约束。

即时老化

在生殖循环结束时，衰老可能会迅速突然。生殖后期突发性常见于自然界中常见，影响生物，如五月，章鱼和三文鱼，更不用说成千上万的花植物。生物学家将这个生命故事称为“赛季透明度”（来自拉丁语“单一出生”）。

半生生物的死亡原因差别很大。章鱼停止进食。雄性螳螂会做出终极的生殖牺牲，将自己献给雌性伴侣作为零食。鲑鱼用大量的类固醇摧毁自己的身体。

当成年鲑鱼到达它们的产卵地时，它们的新陈代谢已经进入了晚期崩溃状态。他们的肾上腺分泌出的类固醇(糖皮质激素)会加速——几乎是瞬间衰老。他们已经停止进食。此外，类固醇已经导致他们的免疫系统崩溃，所以他们的身体被真菌感染。肾脏萎缩，而邻近的细胞(称为肾间细胞，与类固醇相关)变得很大。迅速恶化的鱼类的循环系统也受到了影响。有趣的是，他们的动脉会发生病变，这似乎与老年人心脏病的致病因素类似。逆流而上是艰难的，但对它们身体造成致命伤害的并不是机械的搏击。这实际上是一种令人讨厌的生化变化的瀑布，从基因上讲，它是在产卵之后发生的。

有些生物体的基因决定了繁殖后不吃东西，因此会饿死;它比传统的老化更快、更可靠。进入成年期的蜉蝣没有嘴或消化系统。大象在一生中咀嚼和磨碎这么多的茎和叶，他们磨损了六副完整的牙齿。但当第六组消失后，它们就不会再长出另一组，厚皮动物就会饿死。

蜂王没有衰老的症状。它们是永恒的奇迹。

长寿

2014年，摄影师雷切尔·萨斯曼(Rachel Sussman)出版了一本以她的古代拍摄对象为主题的茶几卷，世界上最古老的生物．它们都是植物。其中一个原因是，至少与行走的动物相比，植物不用担心腿部肌肉足够强壮来行走。局限在一个地方，它们可以比任何动物长得更大、更强壮、更老、更肥沃，并获得资历的好处。

植物有另一种长寿的秘密。早期在发展中的动物，性别细胞或细菌线，隔离身体的其余部分，或躯体。只有种系线必须保存完美，以成为下一代;身体能够与SOMA的细胞有滑雪者，并随着他们繁殖自己的捷径。但植物有一个不同的系统。细菌和躯体从未真正隔离过。植物，如动物，具有干细胞，并且在植物中，那些干细胞不仅给予新的植物生长，还导致注定是下一代的种子和花粉。在树中，干细胞位于树皮下方的薄层中，称为分类。该公司延伸到树的每个分支和树枝中，并产生新的叶子，也会产生芽和种子。在一些银杏中，日期返回二千万年前的非污浊树木，这一分立层可能是数百万岁。

尽管如此，大多数树木似乎都有一个特征的年龄，之后每年过去一年的死亡都变得更有可能。射击（“表皮豆芽”）开始直接从树干上生长，因为最外层分支的增长放缓。有一些迹象表明，树木变得更容易受到真菌和疾病的患者，但对于大部分而言，老树屈服于多余的机械危险。继续生长的能力，为他们提供“逆转老化”的可能性，这已经是他们的垮台。

逆转老化

虽然永生的美杜莎在65岁的时候没有上幼儿园灯塔水母在2010年的科学新闻文章中，它被誉为“不朽的水母”，一举成名15分钟。成人灯塔它继承了一个巧妙的技巧:在产卵后，它会退回到一个水螅体，重新开始它的生活。这是通过将成年细胞重新转化为干细胞来实现的，这与通常从干细胞到分化细胞的发展方向相反——本质上是沿着一条单向的发展道路倒退。标题叫灯塔“海杰明”的海。“

Dermestid甲虫(Trogoderma glabrum)表演一个类似的把戏，但只有在饥饿的时候。当它们在树林里的一具尸体上玩耍时，这些甲虫经历了六个不同的幼虫阶段，先是看起来像幼虫，然后是千足虫，然后是水滑翔机，最后变成了六足甲虫。1972年，两位在威斯康星大学工作的昆虫学家在试管中分离出了第6阶段的幼虫(当时它们刚刚准备成年)，他们发现没有食物，它们会退化为第5阶段的幼虫。如果它们被剥夺食物许多天，它们实际上会缩小和倒退的阶段，直到它们看起来像新孵化的蛆。然后，如果恢复进食，它们会再次进入发育阶段，成为寿命正常的成年人。他们发现，它们能够一遍又一遍地重复这个循环，让它们生长到第6阶段，然后让它们挨饿回到第1阶段，从而将它们的寿命从8周延长到两年多。

古老的老化

Hydras是径向对称的无脊椎动物，每个茎上都有一个嘴巴，被触手环绕，当切断像希腊语神话的许多头怪物时，它们会升高。他们一时已经研究了四年，从野外收集的各种年龄的标本开始，他们似乎没有自己死亡，或者变得更容易受到捕食者或疾病的影响。在人体中，某些细胞，如血细胞，皮肤和胃衬里的细胞，连续脱落并再生。Hydra的整个身体都是这样，每隔几天从干细胞基岩中再生自身。一些细胞脱掉并死亡;其他人，当足够大时，生长成泪水从茎上撒谎自己。这是一种古老的再现风格，没有性行为。对于Hydra，性是可选的 - 偶尔的放纵。

最近的一篇文章声称，九头蛇确实在变老，它通过减缓克隆速度来证明这一点。作者认为克隆可能是遗传了父母的年龄。该假说认为，只有有性生殖才能重置衰老的时钟。如果这是真的,那么九头蛇的老化是原生生物的复古风格,祖先的微生物比细菌更复杂的寿命有限,只能够把很多次,直到他们的生殖gas-unless现在通过交换基因性(一种原生生物的版本),可以重置他们的衰老时钟。变形虫和该属的微生物草履虫是这些保护者的例子，庞大谱系中的单细胞，古代散发成超过100,000种物种，包括所有海藻，粘液模具和纤毛板和不属于动物，真菌，植物或细菌王国的其他生物。

老化老化

蜂王和工蜂有着相同的基因，但寿命却大不相同。对于蜂王来说，蜂王浆可以延缓衰老。当一个新的蜂巢开始时，看护蜂会选择——就我们所知，是任意选择——一只幼虫享用皇室的液体食物。蜂王浆中一些具有生理活性的化学物质促使幸运的蜜蜂成长为蜂王而不是工蜂。蜂王浆赋予了蜂王过度发育的生殖腺，使其具有独特的大小和形状。女王使人飞行在她的职业生涯之初，她可能会与十几只不同的雄蜂交配，将它们的精子储存多年。

由于卵太多，成年的蜂后体重过重，无法飞行，因此成为一个繁殖机器:她以惊人的速度每天产卵约2000个，比她的整个体重还多。当然，这种繁殖帝王需要一套专门的工蜂来喂养她，清除她的排泄物，并将她的信息素(化学信号)传递到蜂巢的其他地方。

工人蜜蜂住，但几周，然后死于晚年。他们不只是从破碎的身体部位磨损，他们飞过的粗暴世界。我们知道这一点，因为他们的生存遵循熟悉的数学形式，称为Gompertz曲线，生存的特征尾，为人类和许多其他动物而典型，表明老化。与此同时，女王蜜蜂，虽然他们的基因与工人的基因相同，但尚无症状衰老。几十年来，他们可以生活和躺在几年，有时，如果蜂巢是健康和稳定的话。它们是永恒的奇迹。女王在她在婚礼飞行期间收到的精子后死亡。在那一点上，她可能会继续产卵，但他们出现了未受精，只能成长为无刺的无人机。然后，以前参加过她暗杀的女王的同样的工人。他们咆哮着她，刺痛她死亡。

后生育期寿命

为什么会有更年期?我们关心我们的年轻人和我们的大家庭，我们的孩子们在孩子们种得和成为父母自己之后继续奉献。因此，在生育结束后持续的生活的标准解释被称为“祖母假设”。妇女对看到他们的孙子女成长健康的遗传兴趣。也许在60岁的时候，他们可以通过关心他们的孙子们来贡献他们自己的遗传遗产，而不是拥有更多的婴儿。这是一个听起来合理的假设，至少对人类来说，但许多人口统计研究人员发现，当他们完成数字时，很难让它工作。

鲸鱼和大象也是活得比繁殖能力更久的生物的例子。它们也是群居动物。也许他们对孙辈的重要性超出我们的想象。但在图表中，还有一些动物在生育结束后继续存活。这些动物包括孔雀鱼、水蚤、蛔虫和蛭形轮虫，所有这些都让赖利的爸爸看起来像欢乐满人间的玛丽。所有这些动物都会产卵，仅此而已。他们没有一个人举起翅膀或鳍来照顾他们的孩子，更不用说他们的孙辈了。然而，现代进化理论认为，没有自然选择让它们存活下来，因此我们应该预期它们会被淘汰。

2011年，查尔斯晚安，我对生殖后的生活跨度可能发展的想法，一个想法，这听起来很不可能在抽象中，但是当我们这样做时，它实际上是挫败了。我们争辩说，“退休”部分的人口，是为了让人口保持稳定的盛宴和饥荒的周期。当时间很好，他们吃多余的食物，有助于防止人口过冲。当食物稀缺时，他们是第一个死亡的时候。

S.自然界中衰老的类型是多种多样的，这表明大自然能够随意开启或关闭衰老。考虑到这一点，我们对解释衰老的理论持极端怀疑态度是可以被原谅的。无论我们的衰老理论证明，它最好为可塑性、多样性和例外留出空间。

理论 - 生物学家Josh Mitteldorf有一个博士学位。来自宾夕法尼亚大学。他运行了The TeightAgavingAdvice.org，并为ScessBlog.com写了一周的列。米特电池在包括麻省理工学院，哈佛大学和伯克利等各种大学的研究和教学职位。

Dorion Sagan是一个庆祝的作家，生态哲学家和理论家。他的散文，文章和书评已经出现在自然历史，史密森尼，有线，新科学家，和纽约时报等等。

参考

1.琼斯，O.R.，等等。，生命之树的老化多样性。自然505, 169 - 173(2014)。

摘录破解老化密码作者:Josh Mitteldorf和Dorion Sagan版权所有©作者并经Holtzbrinck出版有限公司的分支Flatiron Books许可转载。