人类为什么无法永生?生物学家:人类其实只是“打工仔”而已
疾病、衰老、意外,这些影响人类生存的因素,使得每个人的寿命在个体差异上各不相同。从宏观角度看,人类的平均寿命只有70岁左右,活上100岁几乎是人类的极限。究竟是什么在影响着人类的存活?
“从小孩到老人”
几乎所有的有机生命体都是基因表达的一种外在表现,所有活动围绕着基因传递性进行。生物学家表示,即使像人类这样的高等生物,也不过是一具躯壳,用来承载基因。我们都是基因的“打工仔”。
基因
为什么这么说呢?从生物学的角度来讲,任何有机生命的形式都脱离不开这个话题,并且生命的永生,本质上是基因的永生。目前科学家针对这方面的研究主要集中在细胞衰老、神经变化、基因表达等方面,希望能够更进一步地了解生命的运作形式。
神经系统
接下来本文将会主要介绍影响人类生存的两个重要变量,基因和神经性退行病变来着重解释人类为何无法永生,以及生命的后续可能形式。
脱氧核糖核酸,想必大家都不会对这个感到陌生。这是绝大多数生物体中携带的物质,由四种核苷酸亚基组成的链构成,被称作DNA。由于碱基戊糖残基的化学成分,DNA链具有方向性。双螺旋结构的两条链以相反的方向运行。
DNA和RNA的组成与结构。
这种运作方式主要是基因的自身功能表达,其DNA的编码部分起始于基因转录为RNA,这是第二种与DNA相似的核酸。但主体部分为有糖核糖而非脱氧核糖。
随之而来的,便是染色体的变化。一个生物体或细胞中的全部基因被称为它的基因组,它可能储存在一条或多条染色体上。染色体则是由一个非常长的DNA螺旋组成,里边包含了数千个编码基因,特定基因所在的染色体区域被称为“基因座”。
染色体结构图
生命结构在亿万年的演化中,早已就出现了各种表达形式的不同,从而使得物种有着各种各样的外在表现以及内部变化。包括但不限于性别、外观、生物功能、器官等等。生命形式为了保持自身的一个稳定结构还需要进行一种“运动”,这就是之前提到的转录和复制。
DNA模拟图
人类作为具有真核基因表达的染色体,染色体与组蛋白的结合储存蛋白,以复合形式包装在细胞核内,形成核小体的单元。DNA除了这种表达方式外,真核生物染色体还包含参与确保DNA在复制分裂过程中,以不被分解的前提下进行转录复制。
端粒
这个过程为复制起点、端粒和着丝粒。复制起点是DNA复制开始以产生染色体的两个复制的序列区域;端粒则是较长的重复序列,覆盖线性染色体的末端,防止DNA的编码和调节区域在复制的过程中被降解。
而在这之中,每一次都基因组复制时,端粒的长度都会缩短。通俗地来讲,DNA在每一次都复制过程中头尾部分都会有重复的序列结构,这些重复的结构会被抛弃。但也不能影响正常部分的基因复制转录,端粒的作用便是为了保护这种转录过程。
端粒磨损次数是有限的
但是这个过程总会有一些磨损消耗,所以端粒会逐渐变短,而生物中的端粒磨损次数是有限的,这也从这方面说明生物的生命是有限的。这种外在的表现变化便是衰老,是所有有机生命都无法逃脱的问题。这是成为高级生命体的代价,单细胞生物一般不会有这种烦恼。
人类不能永生
让我们继续回到问题上,DNA转录复制带来的衰老变化几乎是不可逆的,所以从这方面来讲,人类不能永生。衰老的形式表现为多种多样,内在因素和外在因素都占有不同比例。
比如皱纹,这种外在变化不单单只是内部细胞衰老变化导致,外在条件的影响会加速细胞老化。特别是来自阳光照射所带来的光老化影响,日照越多的人会比日照少的人更容易出现皱纹。
面颈部皱纹
老化还会带来力量的减弱,肌肉组织的流失,骨骼的钙流失,人体会变得越来越脆弱。男女之间的性差异还会表现出不同的衰老变化,比如体重、身高出现差异以及更年期的出现。
比起这种外在的实质性变化,内部的神经性退行病变则更加令人难受。那么,什么是神经性退行病变呢?
大脑皮层的主要结构与功能
内部结构的衰老分解神经退行性病变简称神经退化,它是神经元结构和功能逐渐丧失的一种表现。包括神经元死亡和胶质细胞平衡,这会导致痴呆症等认知障碍的出现。
随着年龄的增长,痴呆症会变得更加普遍。在65~74岁之间的人群中,大约有3%的人会出现这种症状,年龄段在75~84岁之间的则有19%,85岁以上的则高达人群中的一半。
除了阿兹海默,也就是我们俗称的老年痴呆,帕金森、亨廷顿病等都被归类为蛋白质病变。不少神经退行性疾病是基因突变引起的,其中大部分都在完全不相关的基因中。三核苷酸的重复是这种病变的主要特征,发病机制为多聚谷氨酰胺重复。
“帕金森”
额外的谷氨酰胺残基可以通过不规则的蛋白质折叠和降解,改变的亚细胞定位及其他蛋白质的异常相互作用来获得毒性。这种蛋白质毒性是其关健形成机制。
因此,大部分人即便能够撑过DNA复制转录变化带来的衰老,也无法突破这种神经退行性病变带来的影响,最后将会在逐渐失去认知和共济失调中死去。
基因链
由此我们可以看出生命形式的内部变化才是生命存在的真谛,无论什么物种,包括人类,都是基因链的“打工仔”。除此之外,繁殖可以说是贴切地证明了。
物种繁衍的过程中,DNA便会以生物遗传的方式获得一种新生,有机体从父母那儿继承基因,有性生物的每条染色体都有两个副本,因为它们从父母那里继承了一套完整的染色体。
人类染色体核型图
遗传物质从一代细胞到下一代细胞的复制和传递是分子遗传的基础,有机体继承了父母特征,这也使得生命以另一种表现得以长存。这种运作机制可以看作是天然的,自然规律化的一种形式,完全是出于一种生物的本能。
这是生命逐渐走向死亡,最后以一种循环又开始新生的过程。那有没有其他办法来延长自身的寿命呢?
何谓永生?就目前而言,生物学上把衰老主要归结于细胞衰老和遗传病变,理论上来讲是能够进行寿命延长的。DNA的转录过程中,起到保护作用的端粒酶便是很好的保险手段,不过它会被消耗。在一定次数的细胞分裂后耗尽,将会导致细胞染色体中重要的遗传信息随分裂而丢失。
龙虾
如果通过某种方式能将这种保护机制给延长,那么人类的寿命也可以得到提升。这一点在部分生物中已经有体现,比如说龙虾的生长过程中,它们的端粒酶基本就不会有什么变化影响,因此可以一直生长下去。
细胞分裂
另一种思考则与之类似,海弗利克极限作为细胞分裂次数多一种理论,如果限制这种分裂,将端粒缩短,通过暂时激活端粒酶来逆转端粒缩短兴许能够完成抗衰老。不过这项研究的风险非常高,如果使用不当极有可能诱使癌细胞的出现,从而增加癌症病变,得不偿失。
如果从另一方面来讲,人作为有意识、有智慧的生物,永生或许可以从意识上得到实现。通过脑机结合将人类意识上传至芯片进行智能AI的结合,也不是不可能。如今科学界已经在探索意识保存的可能性,兴许未来以数字形态的生存也是一种延长寿命的方式。
人脑和智能AI结合
无论是哪种科技的寿命延长,人的力量终归是有限的,这种存在也决定了人的渺小。在这种有限的生命里如何达到生命以上的高度,可能除了人类,没有任何物种能够做到。
人类能突破永生吗?
这份超越和超脱也决定着,人类的生存或许并不是以有机形式的存在而存在,思想的传递,精神的传承可能才是人类真正的永生方式。