动物的长寿谜题有答案了
实习记者李诏宇
(资料图片仅供参考)
此次研究对更好地理解哺乳动物的适应性辐射具有重要意义。在未来，研究团队将继续坚持宏观研究与微观研究相结合的研究方法，通过行为学控制实验和分子实验进一步验证潜在基因对社会组织和寿命的调控机制。
对于人类来说，一年不过是人生的一小部分。然而早在几千年前，庄子就在《逍遥游》中指出，“蟪蛄不知春秋”，也就是“蟪蛄”这种动物的寿命甚至不满一年，远远短于人类。
在各种动物之间，寿命差距是客观存在的事实。哺乳动物内部也存在明显的寿命差距。例如，一些鼩鼱类动物最多只能活短短2年，大象能活50多岁左右，而弓头鲸的寿命却可以长达200多年。长期以来，这种差距的成因令人百思不得其解，也吸引了许多科学家进行研究。
近日，中国科学院动物研究所研究员周旭明团队通过整合系统发育比较方法和组学方法，开展了社会性组织和寿命的跨物种比较研究。此次研究对约1000种哺乳动物进行了分析，发现群居的哺乳动物物种比独居的哺乳动物物种更加长寿。研究成果发表于《自然·通讯》。
哺乳动物社会组织可分为三类
哺乳动物是各种动物中适应性辐射比较成功、生理机能最完善的动物类群，具有胎生及幼崽依赖母体分泌的乳汁喂养长大等基本特征。一般来说，相对于其它动物，哺乳动物具有比较发达的大脑。因此，哺乳动物拥有比其它动物更为复杂的社会行为，也具有各种典型的社会组织。
周旭明在接受记者采访时指出：“通常情况下，哺乳动物的社会组织可以划分为基础的三类：独居、成对生活和群居。”
具体来说，独居生活指哺乳动物单独生活。例如虎就是一种典型的独居哺乳动物，除繁殖季节外，大多独来独往。成对生活指哺乳动物以一雄一雌为单位结伴生活。例如部分灵长类动物就是成对生活，无论是否是繁殖季节，“夫妻”之间均彼此照顾，互相帮助。群居生活指哺乳动物以群体为单位，进食、睡觉、迁移等行为都在群体中进行的生活。例如狼就是典型的群居哺乳动物，具有较为严密的群体组织和等级关系，群体成员共同狩猎、抵御外敌，按等级分配狩猎成果。
“群居的形式是多种多样的。”周旭明说，“真社会和重层社会都属于群居类型。”真社会中的动物也被称作真社会性动物——一类具有高度社会化组织的动物。一般来说，真社会性动物具有繁殖分工、世代重叠和合作照顾未成熟个体等特征。蚂蚁、蜜蜂等就是典型的真社会性动物。重层社会指多个家庭通过血缘关系，形成“氏族”的群居类型，是灵长类进化中最为复杂的一种社会结构。一些群居的灵长类群体，如我国的金丝猴等，就属于重层社会。
在以往的研究中，关于哺乳动物社会组织与寿命关系这一问题，科学家们往往关注的是单个物种内部不同类群的研究。这些研究指出：在豚尾狒狒和猕猴中，具有紧密而持久社会关系的个体活得更长；寿命可达31岁的哺乳动物——裸鼹鼠，可以群聚形成类似蜜蜂的真社会。“然而，以往研究的结果往往与具体物种的特殊生活史相关，其普遍性比较有限。”周旭明表示，“此外，这些研究并未关注到跨物种层面以及更多样化的社会组织形式。”
群居物种普遍比独居物种更长寿
“与以往的研究不同，此次研究属于跨物种比较研究。”周旭明说，“我们对多种独居、成对生活或群居的哺乳动物展开了研究，以探究社会组织和寿命之间可能存在的规律。”此次研究中，研究人员研究的群居动物包括亚洲象、非洲象、环尾狐猴及菊头蝠等，而独居物种则包括儒艮、土豚、东美花鼠等，涵盖了灵长目、翼手目、食肉目、啮齿目、长鼻目等阶元的约1000种哺乳动物。
周旭明表示，此次研究主要运用并整合了系统发育比较方法和比较基因组学方法，宏观研究与微观研究相结合。系统发育比较方法是在进化树上对物种历史，如性状变化、分布区变化和适应性变化等进行的统计分析。比较基因组学通过比较多物种蛋白序列或者基因位置与相对顺序，包括基因的变异、丢失、复制、水平转移等，来鉴定物种之间保守的基因或每个物种自身的特征基因，旨在阐释物种多样性的分子遗传基础。鉴定物种之间保守的基因是为了寻找不同物种之间的相似之处，而鉴定每个物种自身的特征基因是为了寻找物种之间的不同之处。两种方法一个宏观，一个微观，较好地促进了研究的进行，保障了研究的可靠性与科学性。
在对约1000种哺乳动物进行广泛研究的基础上，研究人员还对约100种哺乳动物开展了转录组学的分析。“我们找到了31个基因以及涉及激素和免疫的相关通路。”周旭明说，“这些基因和通路表达水平和进化速率均与社会组织和寿命显著相关，可能参与了社会组织与寿命的关联过程。”
此次研究中，研究人员发现，在其他条件相近的前提下，群居哺乳动物物种普遍比独居哺乳动物物种的寿命更长。例如，属于独居动物的北方短尾鼩与属于群居动物的马铁菊头蝠在体重等条件上相近。但北方短尾鼩的最长寿命仅为2年，马铁菊头蝠的寿命却可长达30年左右。“二者寿命上的差距，与独居还是群居有较大的关系。”周旭明表示。
“哺乳动物的最大寿命与社会组织之间存在关联演化，但并非是完全的协同演化。”周旭明指出。影响哺乳动物寿命的因素非常复杂，社会组织并非影响哺乳动物寿命的唯一因素。一般认为，体型、代谢水平、饮食种类及数量等多种因素均会对哺乳动物的寿命产生影响。因此，群居的哺乳动物寿命并不一定长于独居的哺乳动物。
为探究哺乳动物寿命机制提供新思路
周旭明表示，哺乳动物由较短寿命转变为较长寿命的过程，可能与其社会组织形式的改变有关。一般来说，在独居物种中，由较短寿命转变为较长寿命的转化率较低，也就是在其他条件不变的前提下，大多数独居物种寿命较短；在群居物种中，由较短寿命转变为较长寿命的转化率较高，这意味着，在其他条件不变的前提下，大多数群居物种寿命较长。
与此同时，相比于独居或成对生活，群居生活能显著减小哺乳动物被其他捕猎者捕食或遭遇饥饿等不良状况的风险，同时还有利于帮助受伤、怀孕、老年等陷入困境的哺乳动物渡过难关。显然，这也是群居相比于独居或成对生活，有助于增加哺乳动物寿命的一个重要原因。
阐明哺乳动物社会性与寿命之间演化关系的分子机制，对理解哺乳动物的演化非常重要。“探索哺乳动物社会组织与寿命的关系，是动物行为学、进化生物学、人类学和社会学等多科学领域的重要问题之一。”周旭明表示。
此次研究提供了一个从哺乳动物的社会行为角度，探究其寿命机制的思路，对更好地理解哺乳动物的适应性辐射具有重要意义。在未来，研究团队将继续坚持宏观研究与微观研究相结合的研究方法，通过行为学控制实验和分子实验进一步验证潜在基因对社会组织和寿命的调控机制。
