这些蠕虫会产奶,但只有在它们死亡时

这让母乳喂养看起来就像小菜一碟。
Fluorescent microscopy images of nematodes
荧光显微镜使我们能够看到一毫米长的线虫,最左边的线虫通过其外阴排出乳汁,以便下方的后代能够食用。荧光显微镜使我们能够看到一毫米长的线虫,最左边的线虫通过其外阴排出乳汁,以便下方的后代能够食用。图片来源:Kern et al. 2021

在牛初乳、燕麦奶等各种乳制品的世界里,现在我们有了蠕虫乳。这并非供人类食用的乳制品替代品,而是蠕虫父母分泌给后代的一种物质,以繁殖死亡的方式,即牺牲生命来抚育子女。多年来,研究人员一直观察到蠕虫产生这种粘稠物并死亡,但现在他们明白了原因:这曾经是蠕虫肠道通过外阴分泌的乳汁,用于喂养后代。此外,这一发现与过去对秀丽隐杆线虫的研究有着有趣的联系,该研究将它们的寿命延长了十倍。

上周发表在《自然-通讯》杂志上的这项研究,研究了秀丽隐杆线虫(一种一毫米大小的透明线虫)这种自我毁灭、类似泌乳的过程。研究人员都来自伦敦大学学院健康衰老研究所,他们研究了排出肠道这一已知过程如何与控制衰老过程的化学途径相关联。

该研究的第一作者Carina Kern说:“真正有趣的一面是,这种乳汁的产生是有代价的。”代价是这些线虫将它们现在像蛋黄一样的肠道通过外阴出血,然后死亡,以便它们的后代能够生存。

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蠕虫是雌雄同体的,这意味着它们同时拥有雄性和雌性生殖器官。因此,一条蠕虫可以自己受精,但它在用完卵子之前就会用完精子。一旦精子耗尽,它就会排出剩余的未受精卵并自毁,因为它无法再繁殖。这些蠕虫尤其是一种单生繁殖生物,这意味着它们只繁殖一次(不像人类和其他哺乳动物,可以在一生中多次繁殖)。许多单生繁殖生物也经历繁殖死亡,例如太平洋鲑鱼和有袋类动物安泰赤蚁

这项研究最有趣的方面之一是它与衰老的关联。Kern说,从20世纪80年代开始,衰老研究的研究人员发现,抑制秀丽隐杆线虫的胰岛素通路可以将蠕虫的寿命延长高达十倍。碰巧的是,那个基因也控制着这种繁殖死亡。因此,当产生这种乳汁样物质的基因被关闭时,亲代蠕虫就不会产生它,因此也不会在之后立即死亡。

Kern说,当这条通路被抑制时,线虫会更健康,寿命也更长,因为它们无法再排空肠道。因此,有趣之处在于,其他通路(可能存在于人类体内)如何能够阻止可怕的生物过程并延长寿命。

通过关闭这种分泌,后代也不会受苦。这种乳汁更像是在食物有限时的最后手段。蠕虫以细菌为食,当微生物供应不足时,它们就会产生这种蛋黄状乳汁。Kern说,在实验室环境中,线虫不需要争夺营养,这种最后的手段就不那么必要了。只要有足够的营养,后代就能生存。

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虽然人类父母肯定不会字面意义上为后代牺牲生命,但在母乳喂养中却发生着令人好奇的相似事件。当父母母乳喂养时,他们的骨骼会流失钙,以便婴儿可以通过母乳获得钙,暂时削弱骨骼。然而,这种短暂的钙流失最终会恢复——有时会恢复到比以前更高的水平。

Kern有兴趣进一步了解这种乳汁产生的途径。蠕虫的通路被称为胰岛素样生长因子信号通路,一旦该通路被抑制,乳汁的产生就会停止,寿命也会延长。

蠕虫乳不会出现在你家附近的超市或咖啡店,但对其进一步的研究最终可能会告诉我们更多关于人类衰老的信息,以及如何延长寿命。

 

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