线虫和果蝇的情人节:想你就要老命了

线虫和果蝇的情人节:想你就要老命了
2019年02月14日 10:25 新浪科技综合
艺术表达的爱准确地表达了生命世界的规律艺术表达的爱准确地表达了生命世界的规律

  来源:中科院之声

  早晨随意浏览了几篇 Science 文章,其中有两篇讲述雌性和雄性爱人之间的化学战争。今天恰巧是情人节,可简单翻译介绍一下文章中所描述的自然界中情人间的“残酷”现实:雌性和雄性之间是如何相互影响,并最终影响寿命长短的。在自然界中,动物的雌雄关系除了性爱,还涉及衰老和死亡。

日常生活中我们所说的寿命,一般是指男女共同生活在一个圈子之中的存活时间长度。这其中经历了诸多生理发育、感情变迁和疾病灾变的过程,通常情况下不容易被感知。动物世界的寿命则更加不易被认识。

在 Science 发表的一篇评文章中写到,仅仅是感知到异性就会缩短动物的寿命(Merely perceiving the opposite sex can shorten an animal’s life span)。科学上早已发现,生孩子会折寿母亲,特别是在线虫和果蝇的社会中,交配甚至导致了雌性的死亡。在很多动物的发育过程中,异性的出现会降低自己的适合度,会加速衰老和死亡。更加令人惊叹的是,文章中说,线虫只要感知到异性(无需交配)就会引发损伤,减短寿命。真可说是:想你就真是要老命了。

  线虫是生物学的模式生物,种群中拥有少量雄性(<0.1%),其它则是具备雌雄生殖器的雌雄同体。通常情况下,雌雄同体的线虫是不愿与雄性交配的,常通过自交繁殖以保持自己的基因。但雄性线虫也绝不会放过自己把妹的机会,而且进化出了相当高深的内功。斯坦福大学科学家利用人工饲养的线虫发现,存在雄性的线虫种群中,雌雄同体的寿命会缩短20%。雄性线虫和雌雄同体线虫交配之后,通过精液会启动一些分子信号,缩短雌雄同体的寿命。雄性线虫通过释放激素,雌雄同体的线虫感知后,大量基因表达引发的一系列生理行为。雌雄同体的线虫活动会逐渐减弱,麻痹,组织衰退,身体衰老,并死亡。这种现象被称为“雄性诱导死亡”(male-induced demise)。

线虫哥哥露个脸,妹妹就离死亡不远了(10天短一截)线虫哥哥露个脸,妹妹就离死亡不远了(10天短一截)

  雄性线虫为何要杀“爱人”呢?科学家猜测,这是一场“一切为了孩子”的蓄意谋杀”。由于雄性线虫在种群中数量很少,能找到妹子的几率不高,所以它的手段变得有些残忍。雄性线虫在交配之后,为了替宝宝节约宝贵的资源,或减少其它男人(雄性)获取爱人的机会,所以在精液中启动了雄性诱导死亡程序。据说,这种要命的感情关系已经有2-3千万年的历史,且在进化上相当保守。由此引发出的关于性、衰老和死亡的生物学问题,还有待进一步探索。

果蝇妹妹的内功:体内的杀手锏性激素(银光染色部分)果蝇妹妹的内功:体内的杀手锏性激素(银光染色部分)

  果蝇的世界中,爱情也是要老命的。在感知过程中,与线虫的角色却恰恰相反,果蝇社会中是雌性折损雄性的寿命。果蝇的性过程中,果蝇哥通过精液中的化学物质和有毒蛋白,增强果蝇妹纸的产卵行为并缩短其寿命,以增强自己的适合度。为补偿自己的生存能力,雌性果蝇则进化出通过性激素损伤果蝇哥哥的老命这一手段。2013年的 Science文章报道,雄性果蝇前足感受到雌性果蝇的性激素后,会引发一系列生理反应,雄性果蝇的脂肪储存量会逐渐减少,抵抗饥饿的能力减弱,寿命减短。基因组分析表明,雄性果蝇感受到雌性两天后,若不能交配,那么一系列和寿命有关的基因便会表达。要是一直不能找到妹纸,那么雄性的寿命可能会缩短40%,活生生憋出个短命来。通过军备竞赛,果蝇哥和果蝇妹纸在爱情面前,竟然各自偷偷练就了一手杀手锏,边爱边捅刀子。

爱的招魂路:果蝇和线虫要命的生理信息通道爱的招魂路:果蝇和线虫要命的生理信息通道

  果蝇残杀情人的方式与线虫有相似也有不同的地方。雄性线虫残害雌雄同体的妹纸,原因是雄性线虫的数量非常少,遇到妹纸的概率不大,于是就只能出狠招了,不仅能利用激素,相见时就启动危害系统,而且能通过精液进一步减短雌性的寿命。而果蝇的社会中则雄性的比例较高,也很滥情。雌性果蝇毒害雄性获得的适合度,或许早已被雄性果蝇滥交的行为抵消了吧。

  胡适说:“爱情的代价是痛苦,爱情的方法是要忍得住痛苦。”在动物界的“爱情真理“面前,胡大师所言的爱情明显弱爆了。动物的爱或生命科学里的爱,不仅仅是痛苦,那简直是要命啊!

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