作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2023/2/16 23:09:58
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独乐乐不如众乐乐?研究发现群居哺乳动物寿命更长

 

从鼩鼱的两岁到弓头鲸的逾200岁,哺乳动物的最大寿命可以相差100倍之多。

通过对近1000种哺乳动物进行分析,中国科学院动物研究所的科学家们与合作者发现,群居物种普遍比独居物种寿命更长,支持了社会组织和寿命的关联演化。相关研究近日发表于《自然—通讯》。

作为高级哺乳动物的人类,当前一人住、一人食、一人游的独居群体正不断增多。记者查阅2021年中国统计年鉴发现,2020年,我国共有家庭户49416万户,其中“一人户”家庭超过1.25亿,占比超过25%。

那么,生活方式的变化是否会影响个人预期寿命呢?《中国科学报》就此采访了论文相关作者。

四年回答一个疑问

世界上的哺乳动物有6000多种,不同哺乳动物的衰老速度或寿命为何会不同呢?动物研究所研究员周旭明在哈佛医学院做博士后期间,就对这个问题产生了兴趣。

回国四年多来,他一直在尝试探索与寿命演化相关的遗传变异。从体型娇小的裸鼹鼠、海狸到体型庞大的弓头鲸、大象,周旭明发现这些长寿哺乳动物的基因组中有其独特遗传变异和基因组变化。

在此过程中,他注意到一些有趣的现象——啮齿类中寿命最长的裸鼹鼠,像蚂蚁一样具有非常复杂的社会分工,可以活到30多岁;同样长寿的海狸(约24岁)通常喜欢在一起在河流中建造水坝。但是哺乳动物里面一些寿命很短的鼩鼱,似乎又是独来独往。

“动物的社会行为和寿命之间有没有关联呢?”周旭明很好奇,但却苦于缺乏一个好的切入点做深入研究。

2018年9月,朱平芬博士的加入推动了对于这一问题的探索。朱平芬长期致力于灵长类的社会生物学研究。从2010年起,朱平芬和同事在云南白马雪山研究基地对滇金丝猴这一珍稀灵长类动物的社会行为,尤其是个体之间的社会关系社会网络进行了长期的野外研究观测。

据介绍,滇金丝猴生活在一个比较特殊的社会组织——重层社会。即一个成年雄性和多个成年雌性及后代组成最底层的小单元;这些家庭单元,以及单身雄性形成的“光棍群”聚集在一起,形成较大的分队;分队再往上聚集,就会形成一个更大的社群。

“滇金丝猴基本上是按照分队很多家庭在一块行动,如找夜宿地、觅食等。家庭与家庭之间成年猴子有领地界限,但小婴猴却可以一起玩耍。”论文共同第一作者、动物所助理研究员朱平芬对《中国科学报》说。

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滇金丝猴。朱平芬供图

这些有趣的现象让她对周旭明提出的问题很感兴趣。哺乳动物的社会组织形式多样,如独居(豹)、成对生活(长臂猿)以及各种群居形式等。通过对群居的豚尾狒狒等物种进行研究,前期科学家已经发现,社交联系强的个体活得更久。因为群居能减少饥饿与被捕食的风险,尽管个体之间频繁接触也会导致疾病的传播,但也会进化出更强大的免疫防御。

但一直以来,对相关物种的比较分析十分有限。社会组织与寿命之间是否存在普遍的联系?如果有关系,这背后的分子机制又是什么?答案并不清楚。

为了回答这个问题,了解哺乳动物的行为和生活史特征,研究者参考了大量的文献,仅是人工智能难以直接自动判定的行为学数据,他们手工查询和确认的文献就有2000多篇。“这项工作少不了科研必备的持之以恒和耐心。”周旭明说。

尽管如此,由于很多物种的基础信息匮乏,研究者最初决定研究的6000多个哺乳动物物种,不得不逐步压缩到最终的974种。

查文献、跑野外、反复分析论证……经过前后四年多的研究,他们找到了答案。

窥视生命的“黑匣子”

通过对近千种哺乳动物进行社会组织和寿命数据分析,研究者发现,群居物种普遍比独居物种寿命更长。如独居的北方短尾鼩和群居的马铁菊头蝠虽然体重相近,但最长寿命分别约为2年和30年。

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马铁菊头蝠 。图片来源:朱平芬

尽管这与此前针对单个物种的研究相一致,首个分析结果出现后,研究团队的第一反应仍是质疑。

“有没有一些因素被我们忽略掉了?”朱平芬回忆。

他们进行了新一轮的分析论证,在重新排除体重、生活空间(陆地、穴居、水生)、系统发育关系等因素的影响后,验证了这一结果。研究还表明,群居物种从短寿状态向长寿状态的过渡率高于非群体生活物种。

“这些都支持了社会组织与寿命之间存在关联演化的论点。”论文共同通讯作者、动物所研究员周旭明对《中国科学报》说。

研究者还对94种哺乳动物进行了转录组分析,鉴定出与社会组织和寿命普遍相关的31种基因、激素和免疫相关通路。“它们对解析社会组织和寿命的分子机制发挥着桥梁作用。”周旭明解释,如同一个基因可能在群居物种中表达水平升高,而独居物种中表达水平下降;或者相反。

研究者对相关基因进行分析后,呈现出两个大类别。第一类包括免疫相关基因,如ZFP36基因可通过控制T细胞激活调节抗病毒免疫并通过调节炎症细胞因子来抵抗炎症性疾病,XRCC6基因的敲除会降低小鼠的寿命,该基因的一种剪接变体还可能会导致自闭症;第二类则包括参与调节激素、神经系统和信号转导的基因,其中一些基因被认为在认知、学习、记忆和社会行为中起着重要作用,它们对长寿的贡献仍需进一步探索。这为阐明群居生活与寿命背后机制的进一步实验和跟踪研究奠定了基础。

“目前,我们只是从一个社会行为的切入点去看寿命,在分子机制上也是相对表层的。相关基因对衰老和寿命是否发挥着一些功能?在多大程度上发挥作用?这些都需要进一步通过行为学控制实验、分子实验等研究,进一步打开生命的‘黑匣子’。”朱平芬说。

据介绍,朱平芬与动物所在读博士刘伟强为论文共同第一作者,周旭明与李明为论文共同通讯作者。

                         

文章共同第一作者两位,排第一朱平芬(右侧)排第二刘伟强(左侧)。作者供图

“冰山一角”

古人云,独乐乐不如众乐乐。当前,信息时代与虚拟社会的到来使人与人的物理联系比以往大幅降低,那么选择更多的社会联系或者独居的生活方式是否会影响个人的寿命呢?

周旭明表示,这项研究主要是从生态和宏观角度出发,促进人们去了解和认识哺乳动物寿命演化的关联因素。人类社会的关系,尤其是当代人类社会关系高度复杂,不能简单划分成群居或者独居。

“具体到社会关系的种类,包括信息时代虚拟社会中人与人的关系,可能需要首先分析这种关系的类型。有些关系可能是良性的、友好的,也有些关系可能是恶性的、相互伤害的等,这种关系的作用强度、频率以及持续时间等,都有可能响到激素、免疫,进而和身体健康、寿命有关系。”他说。

此外,研究者表示,群居哺乳动物活得比独居动物更长的研究结果是基于约1000个跨物种的比较得出,是基于群居样本和独居样本所作的统计学上的显著性检验。“这种规律,并不意味着任何一个群居的物种都比任何一个独居的物种活得更长。”周旭明说。

他举例说,群居物种中也有短寿命的。比如一些啮齿目动物尽管是群居,最大寿命记录仅有2~4岁,如华毛鼠寿命约为2岁,卷尾鼠大约为3岁,家鼠为4岁。独居物种也有寿命更长的,比如海豹独居,除了捕食空间有限或者猎物聚集时会偶尔聚在一起捕猎,它们有记录的最大寿命可达56岁。

                         

马铁菊头蝠。朱平芬供图

“影响寿命的因素非常复杂,我们看到的可能只是冰山一角。”周旭明说。

采访中,记者了解到,当前很多物种的基础信息仍待进一步收集与研究。如目前滇金丝猴就缺乏最大寿命的记录,而获得物种的寿命数据需要数十年甚至数百年几代人的连续观测。

“感恩前辈学者们长期坚守野外收集的数据,他们为后辈建造科学的殿堂实实在在地积累了一砖一瓦。面对着那些缺乏的数据,我们也深刻感受到基础研究的重要性。”朱平芬说。


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野外动物调查。朱平芬供图

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41467-023-35869-7

 
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