【科學講堂】生命節奏愈快 動物壽命愈短

啟動機制相類 老鼠快人一倍

先說說細胞的節奏。起碼早在上世紀70年代，就有科學家提出細胞的一些活動，可能會跟隨一種規律，繼而影響動物的成長。及至近年，科學家們已經能夠利用幹細胞，在實驗室中製造出相關的細胞，從而詳細研究它們。這對理解胚胎的發展其實十分重要：這種細胞節奏對胚胎成長的影響，可能只在婦女剛懷孕第三到第四個星期活躍；這個時候許多準媽媽可能還沒發現自己已經懷孕了，更遑論讓科學家進行臨床的研究。正因如此，能夠在實驗室中研究這些細胞就變得十分重要了。

我們其實又是在討論一種怎麼樣的「生命節奏」呢？根據這些年的研究，這樣的節奏起碼牽涉到基因及細胞中生化反應的水平：基因會「指示」身體製造各種各樣的蛋白質，但當某些蛋白質太多的時候，相對應的基因就會暫時「停工」，「呼籲」身體不再生產那些蛋白質；其後隨着這些蛋白質慢慢被分解而變少，這些基因又會「重新啟動」，令得相對應的蛋白質再次增多。宏觀來看，我們就觀察到蛋白質、基因好像時鐘一樣，以固定的規律在變得活躍、沉寂。

有趣的是，科學家們發現，縱然相關的基因、啟動機制在老鼠與人類身上相類，但在老鼠身上的這種規律卻要比人類的快上一倍。研究人員甚至將人類的相關基因移植到老鼠的細胞之中，或是把相類的老鼠基因轉移到人類細胞之中，以察看細胞的節奏會否因此而改變：結果沒有這樣的發現，證明這樣的「細胞節奏」不是受基因的直接影響。

節奏愈慢 發育時間愈多

那麼這樣的節奏又是受什麼因素操控呢？暫時我們還沒有確切的定論。如前所述，蛋白質的分解是整個機制的一部分：已有研究發現，人類的相關基因真的比老鼠的需要多上一倍的時間去分解，以致相關的基因要更多的時間才會重新活躍起來，最後自然造成人類的這個規律比老鼠的慢。不過，為什麼相類的蛋白質在不同動物的身上會以不同的速度來分解？這就是現在大家亟欲解答的問題了。

這種不同的節奏，又如何影響動物的成長？大家可以先想一想另一個好像不相干的問題：長頸鹿、老鼠和人類的頸部其實都是由7塊頸椎骨所支撐的，那麼為什麽牠們各自的頸長又有如此大的分別？應該不難想像，這是因為不同動物的頸骨其實大小不一，而在胚胎發育的時候，就是之前描述的節奏決定了骨頭、肢節的大小：胚胎就是根據這個節奏來發展重複相類的骨頭結構，而節奏愈慢，自然代表有更多的時間發展較大的骨頭、肢節，繼而形成體型更大的動物。

也有證據顯示，節奏愈慢的物種，壽命愈長。科學家們還沒有確定的解釋，但已有一些猜想：節奏愈快的細胞，生化反應也就愈頻繁，以便能更快地對環境作出反應。

不過生化反應不可避免地產生一些有害的物質，對身體造成一點兒的傷害；頻繁的生化活動，自然更快地累積這些「害處」，影響動物的壽命。

看來不相干的題目，原來也可以息息相關。正因如此，這個世界才引人入勝。

■杜子航 教育工作者

早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。