哺乳動物更長壽或與群居習性有關
◎實習記者 李詔宇
此ci次ci研yan究jiu對dui更geng好hao地di理li解jie哺bu乳ru動dong物wu的de適shi應ying性xing輻fu射she具ju有you重zhong要yao意yi義yi。在zai未wei來lai,研yan究jiu團tuan隊dui將jiang繼ji續xu堅jian持chi宏hong觀guan研yan究jiu與yu微wei觀guan研yan究jiu相xiang結jie合he的de研yan究jiu方fang法fa,通tong過guo行xing為wei學xue控kong製zhi實shi驗yan和he分fen子zi實shi驗yan進jin一yi步bu驗yan證zheng潛qian在zai基ji因yin對dui社she會hui組zu織zhi和he壽shou命ming的de調tiao控kong機ji製zhi。
對於人類來說,一年不過是人生的一小部分。然而早在幾千年前,莊子就在《逍遙遊》中指出,“蟪蛄不知春秋”,也就是“蟪蛄”這種動物的壽命甚至不滿一年,遠遠短於人類。
在各種動物之間,壽命差距是客觀存在的事實。哺乳動物內部也存在明顯的壽命差距。例如,一些鼩鼱類動物最多隻能活短短2年,大象能活50多歲左右,而弓頭鯨的壽命卻可以長達200多年。長期以來,這種差距的成因令人百思不得其解,也吸引了許多科學家進行研究。
近(jin)日(ri),中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)動(dong)物(wu)研(yan)究(jiu)所(suo)研(yan)究(jiu)員(yuan)周(zhou)旭(xu)明(ming)團(tuan)隊(dui)通(tong)過(guo)整(zheng)合(he)係(xi)統(tong)發(fa)育(yu)比(bi)較(jiao)方(fang)法(fa)和(he)組(zu)學(xue)方(fang)法(fa),開(kai)展(zhan)了(le)社(she)會(hui)性(xing)組(zu)織(zhi)和(he)壽(shou)命(ming)的(de)跨(kua)物(wu)種(zhong)比(bi)較(jiao)研(yan)究(jiu)。此(ci)次(ci)研(yan)究(jiu)對(dui)約(yue)1000種哺乳動物進行了分析,發現群居的哺乳動物物種比獨居的哺乳動物物種更加長壽。研究成果發表於《自然·通訊》。
哺乳動物社會組織可分為三類
哺乳動物是各種動物中適應性輻射比較成功、shenglijinengzuiwanshandedongwuleiqun,juyoutaishengjiyouzaiyilaimutifenmideruzhiweiyangchangdadengjibentezheng。yibanlaishuo,xiangduiyuqitadongwu,burudongwujuyoubijiaofadadedanao。yinci,burudongwuyongyoubiqitadongwugengweifuzadeshehuixingwei,yejuyougezhongdianxingdeshehuizuzhi。
周旭明在接受記者采訪時指出:“通常情況下,哺乳動物的社會組織可以劃分為基礎的三類:獨居、成對生活和群居。”
jutilaishuo,dujushenghuozhiburudongwudandushenghuo。liruhujiushiyizhongdianxingdedujuburudongwu,chufanzhijijiewai,daduodulaiduwang。chengduishenghuozhiburudongwuyiyixiongyiciweidanweijiebanshenghuo。lirubufenlingchangleidongwujiushichengduishenghuo,wulunshifoushifanzhijijie,“夫妻”之間均彼此照顧,互相幫助。群居生活指哺乳動物以群體為單位,進食、睡覺、遷移等行為都在群體中進行的生活。例如狼就是典型的群居哺乳動物,具有較為嚴密的群體組織和等級關係,群體成員共同狩獵、抵禦外敵,按等級分配狩獵成果。
“群居的形式是多種多樣的。”周旭明說,“真社會和重層社會都屬於群居類型。”真社會中的動物也被稱作真社會性動物——一類具有高度社會化組織的動物。一般來說,真社會性動物具有繁殖分工、世代重疊和合作照顧未成熟個體等特征。螞蟻、蜜蜂等就是典型的真社會性動物。重層社會指多個家庭通過血緣關係,形成“氏族”的群居類型,是靈長類進化中最為複雜的一種社會結構。一些群居的靈長類群體,如我國的金絲猴等,就屬於重層社會。
在以往的研究中,關於哺乳動物社會組織與壽命關係這一問題,科學家們往往關注的是單個物種內部不同類群的研究。這些研究指出:在豚尾狒狒和獼猴中,具有緊密而持久社會關係的個體活得更長;壽命可達31歲的哺乳動物——裸鼴鼠,可以群聚形成類似蜜蜂的真社會。“然而,以往研究的結果往往與具體物種的特殊生活史相關,其普遍性比較有限。”周旭明表示,“此外,這些研究並未關注到跨物種層麵以及更多樣化的社會組織形式。”
群居物種普遍比獨居物種更長壽
“與以往的研究不同,此次研究屬於跨物種比較研究。”周旭明說,“我們對多種獨居、成對生活或群居的哺乳動物展開了研究,以探究社會組織和壽命之間可能存在的規律。”此次研究中,研究人員研究的群居動物包括亞洲象、非洲象、環尾狐猴及菊頭蝠等,而獨居物種則包括儒艮、土豚、東美花鼠等,涵蓋了靈長目、翼手目、食肉目、齧齒目、長鼻目等階元的約1000種哺乳動物。
周zhou旭xu明ming表biao示shi,此ci次ci研yan究jiu主zhu要yao運yun用yong並bing整zheng合he了le係xi統tong發fa育yu比bi較jiao方fang法fa和he比bi較jiao基ji因yin組zu學xue方fang法fa,宏hong觀guan研yan究jiu與yu微wei觀guan研yan究jiu相xiang結jie合he。係xi統tong發fa育yu比bi較jiao方fang法fa是shi在zai進jin化hua樹shu上shang對dui物wu種zhong曆li史shi,如ru性xing狀zhuang變bian化hua、分布區變化和適應性變化等進行的統計分析。比較基因組學通過比較多物種蛋白序列或者基因位置與相對順序,包括基因的變異、丟失、複製、水shui平ping轉zhuan移yi等deng,來lai鑒jian定ding物wu種zhong之zhi間jian保bao守shou的de基ji因yin或huo每mei個ge物wu種zhong自zi身shen的de特te征zheng基ji因yin,旨zhi在zai闡chan釋shi物wu種zhong多duo樣yang性xing的de分fen子zi遺yi傳chuan基ji礎chu。鑒jian定ding物wu種zhong之zhi間jian保bao守shou的de基ji因yin是shi為wei了le尋xun找zhao不bu同tong物wu種zhong之zhi間jian的de相xiang似si之zhi處chu,而er鑒jian定ding每mei個ge物wu種zhong自zi身shen的de特te征zheng基ji因yin是shi為wei了le尋xun找zhao物wu種zhong之zhi間jian的de不bu同tong之zhi處chu。兩liang種zhong方fang法fa一yi個ge宏hong觀guan,一yi個ge微wei觀guan,較jiao好hao地di促cu進jin了le研yan究jiu的de進jin行xing,保bao障zhang了le研yan究jiu的de可ke靠kao性xing與yu科ke學xue性xing。
在對約1000種哺乳動物進行廣泛研究的基礎上,研究人員還對約100種哺乳動物開展了轉錄組學的分析。“我們找到了31個基因以及涉及激素和免疫的相關通路。”周旭明說,“這些基因和通路表達水平和進化速率均與社會組織和壽命顯著相關,可能參與了社會組織與壽命的關聯過程。”
此ci次ci研yan究jiu中zhong,研yan究jiu人ren員yuan發fa現xian,在zai其qi他ta條tiao件jian相xiang近jin的de前qian提ti下xia,群qun居ju哺bu乳ru動dong物wu物wu種zhong普pu遍bian比bi獨du居ju哺bu乳ru動dong物wu物wu種zhong的de壽shou命ming更geng長chang。例li如ru,屬shu於yu獨du居ju動dong物wu的de北bei方fang短duan尾wei鼩鼩與yu屬shu於yu群qun居ju動dong物wu的de馬ma鐵tie菊ju頭tou蝠fu在zai體ti重zhong等deng條tiao件jian上shang相xiang近jin。但dan北bei方fang短duan尾wei鼩鼩的de最zui長chang壽shou命ming僅jin為wei2年,馬鐵菊頭蝠的壽命卻可長達30年左右。“二者壽命上的差距,與獨居還是群居有較大的關係。”周旭明表示。
“哺乳動物的最大壽命與社會組織之間存在關聯演化,但並非是完全的協同演化。”周旭明指出。影響哺乳動物壽命的因素非常複雜,社會組織並非影響哺乳動物壽命的唯一因素。一般認為,體型、代謝水平、飲食種類及數量等多種因素均會對哺乳動物的壽命產生影響。因此,群居的哺乳動物壽命並不一定長於獨居的哺乳動物。
為探究哺乳動物壽命機製提供新思路
周(zhou)旭(xu)明(ming)表(biao)示(shi),哺(bu)乳(ru)動(dong)物(wu)由(you)較(jiao)短(duan)壽(shou)命(ming)轉(zhuan)變(bian)為(wei)較(jiao)長(chang)壽(shou)命(ming)的(de)過(guo)程(cheng),可(ke)能(neng)與(yu)其(qi)社(she)會(hui)組(zu)織(zhi)形(xing)式(shi)的(de)改(gai)變(bian)有(you)關(guan)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo),在(zai)獨(du)居(ju)物(wu)種(zhong)中(zhong),由(you)較(jiao)短(duan)壽(shou)命(ming)轉(zhuan)變(bian)為(wei)較(jiao)長(chang)壽(shou)命(ming)的(de)轉(zhuan)化(hua)率(lv)較(jiao)低(di),也(ye)就(jiu)是(shi)在(zai)其(qi)他(ta)條(tiao)件(jian)不(bu)變(bian)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),大(da)多(duo)數(shu)獨(du)居(ju)物(wu)種(zhong)壽(shou)命(ming)較(jiao)短(duan);在群居物種中,由較短壽命轉變為較長壽命的轉化率較高,這意味著,在其他條件不變的前提下,大多數群居物種壽命較長。
與yu此ci同tong時shi,相xiang比bi於yu獨du居ju或huo成cheng對dui生sheng活huo,群qun居ju生sheng活huo能neng顯xian著zhu減jian小xiao哺bu乳ru動dong物wu被bei其qi他ta捕bu獵lie者zhe捕bu食shi或huo遭zao遇yu饑ji餓e等deng不bu良liang狀zhuang況kuang的de風feng險xian,同tong時shi還hai有you利li於yu幫bang助zhu受shou傷shang、懷孕、老年等陷入困境的哺乳動物渡過難關。顯然,這也是群居相比於獨居或成對生活,有助於增加哺乳動物壽命的一個重要原因。
闡明哺乳動物社會性與壽命之間演化關係的分子機製,對理解哺乳動物的演化非常重要。“探索哺乳動物社會組織與壽命的關係,是動物行為學、進化生物學、人類學和社會學等多科學領域的重要問題之一。”周旭明表示。
此(ci)次(ci)研(yan)究(jiu)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)從(cong)哺(bu)乳(ru)動(dong)物(wu)的(de)社(she)會(hui)行(xing)為(wei)角(jiao)度(du),探(tan)究(jiu)其(qi)壽(shou)命(ming)機(ji)製(zhi)的(de)思(si)路(lu),對(dui)更(geng)好(hao)地(di)理(li)解(jie)哺(bu)乳(ru)動(dong)物(wu)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)輻(fu)射(she)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義(yi)。在(zai)未(wei)來(lai),研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)將(jiang)繼(ji)續(xu)堅(jian)持(chi)宏(hong)觀(guan)研(yan)究(jiu)與(yu)微(wei)觀(guan)研(yan)究(jiu)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)研(yan)究(jiu)方(fang)法(fa),通(tong)過(guo)行(xing)為(wei)學(xue)控(kong)製(zhi)實(shi)驗(yan)和(he)分(fen)子(zi)實(shi)驗(yan)進(jin)一(yi)步(bu)驗(yan)證(zheng)潛(qian)在(zai)基(ji)因(yin)對(dui)社(she)會(hui)組(zu)織(zhi)和(he)壽(shou)命(ming)的(de)調(tiao)控(kong)機(ji)製(zhi)。
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