生物进化论的4个过程(生物程序性死亡可逆)

生物进化论的4个过程(生物程序性死亡可逆)(1)

一只饥饿的螳螂正在等待,等待数百万只刚孵化的蜉蝣中的某一只飞进自己的攻击范围。虽然这场蜉蝣的狂欢只会持续几个小时就将消失,但考虑到蜉蝣的绝对数量,螳螂似乎“有盼儿”。

生命的短暂

每年,我国多地都会出现遮天蔽日的蜉蝣,其大量孵化是迎接新生和死亡的最后一舞——特有生命周期的一部分。

蜉蝣的大量孵化是迎接新生和死亡的最后一舞——其特有生命周期的一部分。蜉蝣以相对安全的幼体形态在水下生活了1-3年左右,羽化后,它们用生命最后几个小时飞舞、交配并产卵。在某些物种中,比如美洲多拉尼亚蜉蝣,这一“舞”只有5分钟。

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为什么一个物种会在同一天成年、繁殖并死于饥饿始终是一个谜(成年蜉蝣没有功能性口器,因此无法进食)。

自古以来,蜉蝣的死亡方式引发了全世界文人、哲学家的思考,用其来感叹时间、抒怀人生。

在英国人口中,蜉蝣是“卑鄙的短命鬼,从肮脏的谎言中崛起,在天地旋转出下一个早晨之前死去”;到了美国人笔下稍微好了一些——“我从被光隐去的池塘中看到了它们,千万亿千万亿,让那杂乱的光充满生命的活力,并在闪耀中死去。”

qie~,比起咱苏东坡老师那句“寄蜉蝣于天地,渺沧海之一粟”,境界可差得太远了。

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一切都是基因安排好的

文人骚客之外,科学家也不甘示弱。

近年来,研究人员努力调查生物界类似现象,并在1999年将其命名为“Phenoptosis”——生物体基于行为或生理特征的程序性死亡。

在我们每个人的身体内部,破旧、无效的细胞被分解并回收,以利于整个机体。这是一个我们已经耳熟能详的过程——细胞凋亡。

而生物体程序性凋亡作为一种进化机制,就像是基因的自我编程——为了物种的利益,淘汰受损、衰老、传染性或与淘汰自己后代直接竞争的个体。

举个例子,最经典的感染性休克——严重感染通常导致败血症死亡。然而,败血症不是病原体激活毒素的结果,而是由生物体本身引起的。这被科学界认为是生物进化出的一种将危险感染个体与健康个体分开的方法。

既然是程序,就有修改逆转的可能

同时,生物程序性凋亡更是一种进化稳定策略,比如,父母的淘汰为更健康的后代提供了空间。生物体程序性死亡在自然界有很多例子:

鲑鱼——产卵后不久死亡。鱿鱼——一些雄性鱿鱼在交配后立即死亡。有袋类小鼠——雄性在繁殖两周后因自身激素过多而死亡。

这一过程都是基因在作祟,稍加干涉其实生物体就不用死。

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比如,如果在鲑鱼产卵后立即捕获它们…会发现它们有巨大的肾上腺、消化性溃疡和肾损伤,它们的免疫系统已经崩溃…血液中的糖皮质激素浓度极高。

当鲑鱼产卵时,对其糖皮质激素分泌的调节被打破……糖皮质激素过量是导致它们死亡的根本原因。如果产卵后立即给一条鲑鱼做手术,去掉它的肾上腺,它可以继续活一年。

蜉蝣和螳螂

也有简单的手术救不回来的,比如,文章最开始提到的:蜉蝣和螳螂。

蜉蝣——成年蜉蝣压根没有功能性嘴,只有退化的口器,消化系统则充满了空气,帮助飞行,最终死于营养不良。它们大量同步出现,作为降低个体被吃风险的适应性策略。最后一舞,就是为了繁殖。

而螳螂的杀夫,我们虽然早已知晓,但仍时有新的发现。在2016年的一项研究中表明,有些时候雌螳螂其实不得不下手吞食配偶——一些雄性螳螂只有在被雌性螳螂斩首后才射精......

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其实,螳螂相爱相杀的行为相对罕见(圈养时候发生概率激增),只在某些物种,比如欧洲螳螂(Mantis religiosa)中有30%左右的情况发生。但吃掉丈夫确实是有好处的——繁殖往往更为成功,雌性产卵量更大。

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这里不得不单独说一下中华螳螂,中华螳螂的雄性最拼:在《同类相食中的螳螂雄性》一书中提到,大约83%的概率,雄性中华螳螂可以逃脱了雌性的捕食;但,它们喜欢和同一只多次交配,活下来了就去寻找下一个雌性目标......于是,被吃掉的概率累积增加......

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写在最后

繁殖引发的死亡,是进化产生的【生物程序性死亡】,接下来,科学家希望从生物化学水平上去理解诸如蜉蝣、螳螂物种中的这一过程,这将有助于回答包括人类在内的生物为何衰老并最终死亡的基本问题。

好啦,科学的尽头往往是哲学,最后这仿佛存在主义的问题,还是留给科学家吧。

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