一种名为“秀丽隐杆线虫”的微小线虫，其整个生命周期只有大约三周。这种线虫短暂的生命与蜈蚣或老鼠的寿命相比，只是“一小部分”。而它们又远远短于许多其他生物，从獾、狮子到黑猩猩。更令人印象深刻的是弓头鲸，它 200 年的寿命是所有哺乳动物中最长的。
有一些极端的特例，这些动物的寿命远远超过了它们的近亲。一只 圆蛤 活到了 500 岁——华盛顿大学的分子生物学家 Matt Kaeberlein 说，这比微小的线虫长了约 8500 倍。这只古老的蛤蜊可以放满一整盘菜。但总的来说，像鲸鱼和大象这样的大型动物比老鼠这样的小型动物活得长得多。
但它们是怎么做到的呢？
“我猜不会只有一个答案，”Kaeberlein 说。动物似乎使用了各种策略来保护它们的 DNA 和组织免受衰老的影响，并比同类活得更长。科学家们决心要找出这些策略，以便在人类身上延缓癌症、痴呆症和心脏病等与衰老相关的疾病。
好消息是，我们已经对大型动物通常比小型动物活得更长有了一个相当不错的理解。这与小型动物更容易被捕食者吞食有关。这些动物倾向于早育并迅速衰老。苏格兰圣安德鲁斯大学的宏观生态学家 Kevin Healy 说：“如果你是一只老鼠，你不会面临什么真正意义上的选择压力来解决癌症或老年问题，因为根据概率，你那时已经死了，根本不会活到那个阶段。”
大型动物有足够的时间来成长和繁殖。“比如，你是一头大象，你不会被鬣狗吃掉，所以体型大有其固有的优势，”研究衰老的利物浦大学的生物学家 João Pedro de Magalhães 说。因此，当一种动物因食物短缺或捕食者等外部因素而被杀死的风险较低时，它就有机会进化出更长的寿命。
有些动物群体的寿命远远超出了它们自身体型的预期，包括许多鸟类和蝙蝠。Healy 和他的同事们 研究过，飞行或穴居等不同的生活方式是否能解释这一点。他们发现，飞行能力是动物寿命长短的关键。“这有点像体型非常非常大，”Healy 说。“如果你会飞，你就可以躲避捕食者，可以轻松地迁徙到新区域，如果一个地区发生干旱，你可以去别的地方。”
远离捕食者的穴居动物也可能具有优势。然而，Healy 表示，生活在地下的物种并不多。最值得注意的例子是 裸鼹鼠，它能活 30 多年，并且“几乎不会衰老或患癌症”，但它可能也有其他原因导致了超长的寿命。
Healy 说，裸鼹鼠的行为更像蚂蚁或白蚁，而不是典型的啮齿动物。它们生活在由一只女王统治的群体中，这位女王负责生育所有幼崽。“它们在保护女王，这样就没有捕食者能接近女王，如果食物短缺，女王会优先获得食物，因此基本上创造了一个非常保护性的环境，让它们能够活得更长，”他说。
De Magalhães 说，灵长类动物也倾向于享受长寿。黑猩猩的寿命是我们根据它们体型所预期的两倍。仅凭体型来看，人类的预期寿命应该只有 27 岁左右。但我们所知的 最长寿的人 活了四倍多；一位法国女性，Jeanne Louise Calment 在 1997 年去世时，享年 122 岁零 164 天。
De Magalhães 说，将黑猩猩与人类进行比较并不完全公平。我们可能的寿命上限可能受到医学可及性以及我们数量比其他灵长类动物多的事实的影响。然而，我们异常长的寿命一部分归功于我们卓越的智力；建造和使用工具等技能可能赋予了我们生存优势，从而让我们随着时间的推移进化出更长的寿命。
“从进化的角度来看，大型动物为什么活得更长，这一点我们很清楚，”de Magalhães 说。“那么其中的机制基础是什么呢？我认为这一点不太清楚。”
快速生活，年轻死去？
科学家们曾经认为，大型动物比小型动物活得更长的主要原因是它们的新陈代谢更慢。
密歇根大学的生物老年学家 Richard Miller 说：“当你像老鼠一样渺小时，你的表面积与体积之比很大，这意味着你正在疯狂地散热。”像大象这样的大型动物需要燃烧相对较少的能量来保持体温。这意味着长寿的动物也倾向于有较低的新陈代谢率。科学家们认为，这会减少细胞的磨损。
但 Miller 说，新陈代谢实际上是一个“红鲱鱼”（无关紧要）。“袋鼠和负鼠的新陈代谢率非常低，所以如果这个观点是正确的，你应该期望它们的寿命非常长。但实际上，它们的寿命非常短。”而鸟类和蝙蝠的新陈代谢率很高，但它们的寿命却常常比体型预期的还要长。
De Magalhães 和他的同事们 研究了 哺乳动物和鸟类之间的寿命和新陈代谢率之间是否存在任何联系。在考虑了 体型 之后，这种相关性消失了。
然而，新陈代谢率可能在冷血动物的寿命中起作用，它们的体温取决于环境。一些寿命最长的生物生活在寒冷的水域。其中包括洞穴蝾螈奥尔姆，它们可能活到 100 岁；深海鱼类橙连鳍鱼，可以活 150 岁；格陵兰鲨鱼，寿命长达 400 岁。“它们的新陈代谢率非常低，因为就像一个炉子，如果你提高了温度，我们就会燃烧更多的能量，”Healy 说。
此外，de Magalhães 说，像线虫和苍蝇这样的冷血动物在较低的温度下饲养时寿命更长。在这些条件下，它们的细胞积累损伤的速度可能更慢。对于哺乳动物来说，很难测试这一点是否也适用，因为我们的身体保持在非常窄的温度范围内。
“对于那些寿命非常长的蛤蜊，我认为寒冷温度几乎肯定是一个因素，但它不是全部，”Kaeberlein 说。在同一地区发现的其他蛤蜊的寿命只有几十年，而不是几个世纪。
同样，有些蝙蝠的寿命甚至超过了它们的飞行同类。勃兰特氏蝠体型像老鼠，但能活 40 年。一只真实的老鼠最好的期望是 3 到 4 年。Healy 说，一只体型相同的鸟类预计寿命约为 10 年。
“虽然我们确实看到体型大的活得更长，会飞的活得更长……但变异性真的非常非常大，”Healy 说。“这并不是一个普遍的规律。”
窥探内部
在整个动物界，都有一些衰老的标志。随着年龄的增长，我们线粒体——为细胞提供能量的微小“发电厂”——功能会下降。蛋白质开始错误折叠，并在阿尔茨海默病等疾病中形成斑块。保护我们 DNA 的称为端粒的微小帽会缩短，直到细胞无法再分裂。DNA 中会积累突变。这些以及其他一些过程 似乎解释了 我们的细胞如何随着时间推移而衰老。
Kaeberlein 说，我们不知道它们在多大程度上解释了动物物种之间巨大的寿命差异。然而，其中许多过程在寿命特别长的动物中似乎有所不同。有 证据表明，一些蝙蝠——它们是哺乳动物中相对于体型寿命最长的——的端粒不会随着年龄增长而缩短。Kaeberlein 说，长寿的蛤蜊和裸鼹鼠似乎在防止蛋白质错误折叠方面做得特别好。
然而，裸鼹鼠还有许多其他才能。其中之一是它们能够产生一种独特的糖——透明质酸，它可以保持皮肤弹性，并能抑制肿瘤。裸鼹鼠产生的透明质酸 比我们自身细胞产生的版本大五倍。“这至少可能与裸鼹鼠患癌症的几率远低于我们预期的原因有关，”Kaeberlein 说。“这并非所有人都会想到的衰老标志之一。”
科学家们对裸鼹鼠这样的不寻常例子特别着迷。然而，也有一些模式似乎在长寿动物中普遍存在。
与寿命短的动物相比，这些动物可能更能应对突变和 DNA 损伤。科学家们正在研究大象和 弓头鲸 的这些能力。“你可以预期，这些细胞数量比我们多的动物，癌症发生率会很高，但如果真是那样，它们就不会活那么久，”de Magalhães 说。“所以它们一定拥有我们所缺乏的肿瘤抑制机制。”
研究人员已经证明，大象拥有 额外的拷贝 参与肿瘤抑制的基因 p53。De Magalhães 和他的同事们 发现，在长寿动物——包括蝙蝠、大象、人类和其他灵长类动物——中，帮助细胞抵抗 DNA 损伤的基因似乎比老鼠和小型啮齿动物等寿命短的动物进化得更快。
Miller 说，长寿的动物可能还拥有更强健、更能抵抗压力的细胞。他从不同动物身上提取皮肤细胞，并用镉、过氧化氢和紫外线轰击它们。如果细胞来自像豪猪这样长寿的生物，需要更多的这些有害物质才能杀死它们，而不是来自老鼠。
“如果你是一只老鼠，不太可能活到一整年就会饿死或被吃掉，拥有抗金属细胞并不能带来多大好处，”Miller 说。“但如果你是一头大象、一只豪猪或一只蝙蝠……对各种有毒和物理侵害的进化抗性是一件非常有益的事情。”
他和他的团队正在研究长寿动物的细胞如何变得对压力不那么敏感。他们确定了一种叫做硫氧还氧化还原酶 2 的酶，它可以保护线粒体免受损伤，并且几乎总是存在于长寿灵长类动物、鸟类和啮齿动物的细胞中。更重要的是，那些寿命比同类长的突变型老鼠也产生了更多的这种酶。
研究人员还重点关注了称为免疫蛋白酶体的结构，它们帮助细胞分解受损蛋白质。长寿的鸟类、啮齿动物和灵长类动物似乎都拥有高水平的免疫蛋白酶体，它们的细胞比短寿动物的细胞更能清除错误蛋白质。“这三个群体是独立进化的，”Miller 说。“这是一个强有力的信号，表明没有这些免疫蛋白酶体，就无法进化出长寿的物种。”
体型小也有优势
如果大型动物寿命更长，那么狗是怎么回事呢？像吉娃娃这样的小型犬的寿命可以超过身高马大的大丹犬的两倍。Miller 说，在犬种寿命差异中，大约 56% 可以归因于体型差异。
Kaeberlein 说，这不仅仅是纯种犬的问题——体型与寿命的关系在杂交犬中同样强烈。而且也不仅限于狗。尽管大型物种通常比小型物种寿命长，但在同一物种内，体型较高的个体平均寿命较短。“数据显示，平均而言，体型大的人往往不如体型小的人活得长，体型大的老鼠往往不如体型小的老鼠活得长，”Kaeberlein 说。
其中一个罪魁祸首可能是胰岛素样生长因子 1 (IGF-1)，它会促进细胞生长。在哺乳动物和无脊椎动物中，该激素水平较高的个体生长得更大。Kaeberlein 说，有证据表明，IGF-1 水平较高的小鼠和人类患癌症的风险也更高。另一方面，较低的 IGF-1 水平与蠕虫、苍蝇和小鼠的衰老减缓和寿命延长有关。
“我们并不真正了解这些激素是如何创造出正常或长寿的动物的，”Miller 说。然而，可能有一天，调整 IGF-1 或其他相关激素可以延长人类寿命。
由于大型犬比小型犬体型大得多，因此寿命差异尤为显著。但也有好的一面。Kaeberlein 和他的同事们正在测试一种名为雷帕霉素的药物——最初是在复活节岛的土壤细菌中发现的——是否可以延长健康的老年生活。当 治疗 年老老鼠时，它们的心脏会变得更强壮，寿命可以延长高达 60%。当老年人服用雷帕霉素的衍生物时，他们的免疫系统对流感疫苗的 反应 更像年轻人。Kaeberlein 的团队一直在宠物狗身上测试这种药物，因为它们患有许多与人类相同的与衰老相关的疾病。
“我们对大型犬进行这项研究，正是因为大型犬的衰老速度比小型犬快，”他说。“我们可以在几年内评估雷帕霉素等药物是否能改善宠物狗的心脏功能或认知功能，而在人类身上这可能需要十年。”
该药物的作用机制被认为是通过让细胞认为营养物质很少，从而进入生存模式，增殖减少。这类似于热量限制，也是一种有前景的抗衰老策略。
在一项小型初步试验中，该团队 发现 雷帕霉素对大型犬的心血管益处与在老鼠身上看到的相似。研究人员正在招募狗进行第二次、更长期的试验，该试验将更密切地检查心脏和认知健康。他们的希望是，雷帕霉素最终可以帮助您的爱犬——以及您——活得更长。
要弄清楚某个特定基因或动物环境的某个方面如何帮助它活得更长，并非易事，因为这些动物的体型往往庞大且寿命长。“这些很多仍然是假设，我们还无法证明它们，因为我们无法制造转基因或突变的大象或鲸鱼，”de Magalhães 说。但他希望通过制造一种具有这些动物基因的小鼠来研究它们如何影响其寿命。
这一切都意味着，我们才刚刚开始揭示大型动物和裸鼹鼠等奇特生物长寿的秘密。“衰老似乎没有一种万能的、普遍的解决方案，”Healy 说。“更有可能是各种机制被拼凑起来，以修补正在发生的各种衰老过程。我们找到的越多，我们就能找到并可能实施更多对抗衰老相关疾病的解决方案。”
