袁越
2015年3月,美國宇航員斯考特·凱利順利地進入了國際空間站,按計劃將在那里生活一年。出發前,斯考特靈機一動,建議美國航空航天局(NASA)開展一項研究,看看如此漫長的太空生活究竟會對宇航員的身體產生怎樣的影響。
這類研究此前做過不少,可惜因為沒有對照組,得出的結論并不可靠。但斯考特有位同卵雙胞胎兄弟馬克,兩人生活軌跡相近,身體狀況也差不多,正好可以作為對照。
NASA同意了這項建議,并委托幾家科研機構共同參與。2019年4月12日出版的《科學》雜志刊登了部分研究結果,除了一些容易理解的微小生理差別外,最讓人好奇的變化發生在斯考特的基因組里,他的血液白細胞的端粒在太空飛行的過程中居然變長了。
顧名思義,端粒(Telomere)指的是染色體末端的一小段DNA,它本身不攜帶任何有用的信息,唯一的功能就是為DNA合成酶提供一個“抓手”,保護染色體不受損傷。一旦端粒消失,染色體就無法復制,這個細胞也就沒有辦法再分裂了。
細胞分裂是有機體自我更新的重要手段,如果細胞停止分裂,生命就會無可挽回地走向衰老,所以在通常情況下,端粒應該越長越好。目前尚無法判斷宇航員斯考特的端粒為什么會變長,有人猜是因為斯考特在太空期間一直堅持鍛煉,飲食也更節制,所以端粒變長也許是他身體狀況變好的一個標志。事實上,當斯考特回到地球之后不久,他的端粒就開始迅速縮短,兩個月后就和自己的雙胞胎兄弟一樣了。
既然端粒越長越好,那么有沒有辦法讓自己的孩子從一開始就擁有較長的端粒呢?答案是肯定的。已知細胞每分裂一次,端粒都會變短一點。女人的卵子早在她出生后不久就都準備好了,所以卵子的端粒長度基本上不會再有變化了。但男性的精母細胞一直在分裂,所以此前有人認為年紀越大的男人,精子的端粒應該越短。按照這個邏輯,一個母親如果想讓自己的孩子贏在起跑線上,就應該找個年輕的丈夫。事情真相到底怎樣呢?美國華盛頓大學的人類學家丹·艾森伯格決定研究一下。他找到將近3000個祖父母輩的志愿者,測量了他們,以及他們子孫的端粒長度,結果發現生孩子時年紀越大的父親,孩子的端粒反而越長。
按照他的解釋,這個看似不合理的結果其實是符合進化論的。原始社會生存環境極為嚴酷,多數人年紀輕輕就死了。如果一個男人成功地活到了很大的歲數,甚至還能生小孩,那就說明他所處的環境非常好,或者他本人的生存能力極強,基因優秀,于是大自然把他的這個優勢以端粒的形式遺傳給他的孩子,讓他的孩子從小就獲得比其他孩子更長的端粒。
這個邏輯和宇航員的邏輯是一樣的,即端粒長度是身體健康狀況的指標。
不過,與會者紛紛表示,這只是個初步的結果,其真實的含義還有待進一步研究。事實上,此前已有多項研究表明父親年紀越大,生出來的孩子患遺傳病的可能性就越高,畢竟精母細胞一直在不停地分裂,來自父親一方的DNA突變率明顯高于母親。雖說大部分這類基因突變都是無害突變,但總會有一小部分突變是有害的。
基因突變對于個人來說也許是個壞消息,但對于人類整體來說卻是個好消息,因為基因突變是生物進化的源泉。如果沒有基因突變,我們現在還是微生物呢。也許正是因為年紀大的父親生的孩子比較多,大自然允許他們冒幾次險,人類就是這樣一點一點地發生變化,最終進化成了今天這個樣子。