老父亲的优势
父亲生孩子时的年纪越大,孩子的寿命有可能就越长。
2015年3月,美国宇航员斯考特·凯利(Scott Kelly)顺利地进入了国际空间站,按计划将在那里生活一年。出发前,斯考特灵机一动,建议美国航空航天局(NASA)开展一项研究,看看如此漫长的太空生活究竟会对宇航员的身体产生怎样的影响。
这类研究此前做过不少,可惜因为没有对照组,得出的结论并不可靠。但斯考特有位同卵双胞胎兄弟马克,两人生活轨迹相近,身体状况也差不多,正好可以作为对照。
NASA同意了这项建议,并委托几家科研机构共同参与。2019年4月12日出版的《科学》杂志刊登了部分研究结果,除了一些容易理解的微小生理差别外,最让人好奇的变化发生在斯考特的基因组里,他的血液白细胞的端粒在太空飞行的过程中居然变长了。
顾名思义,端粒(telomere)指的是染色体末端的一小段DNA,它本身不携带任何有用的信息,唯一的功能就是为DNA合成酶提供一个“抓手”,保护染色体不受损伤。曾经有人把染色体比作鞋带,把端粒比作鞋带一端的那个塑料带扣,一旦带扣坏掉了,鞋带就会松开。同理,一旦端粒消失,染色体就无法复制,这个细胞也就没有办法再分裂了。
正因如此,普通真核细胞的分裂次数是有上限的。生殖细胞和干细胞之所以能够打破这个限制,是因为这些细胞里含有端粒酶(telomerase),能够把缺失的端粒补齐。
细胞分裂是有机体自我更新的重要手段,如果细胞停止分裂,生命就会无可挽回地走向衰老,所以在通常情况下,端粒应该越长越好。目前尚无法判断宇航员斯考特的端粒为什么会变长,有人猜是因为斯考特在太空期间一直坚持锻炼,饮食也更节制,所以端粒变长也许是他身体状况变好的一个标志。事实上,斯考特回到地球之后不久,他的端粒就开始迅速缩短,两个月后就和他的双胞胎兄弟一样了。
既然端粒越长越好,那么有没有办法让自己的孩子从一开始就拥有较长的端粒呢?答案是肯定的。已知细胞每分裂一次,端粒都会变短一点。女人的卵子早在她出生后不久就都准备好了,所以卵子的端粒长度基本上不会再有变化了。但男性的精母细胞一直在分裂,所以此前有人认为年纪越大的男人,精子的端粒应该越短。按照这个逻辑,一个母亲如果想让自己的孩子赢在起跑线上,就应该找个年轻的丈夫。
事实真相到底是怎样的呢?美国华盛顿大学的人类学家丹·艾森伯格(Dan Eisenberg)决定研究一下这个问题。他找到了将近3000个祖父母辈的志愿者,测量了他们以及他们的子孙的端粒长度。结果发现,生孩子时父亲的年纪越大,孩子的端粒反而越长。
艾森伯格应邀参加了2019年在美国俄亥俄州召开的美国体质人类学年会,并将这一结果汇报给了与会的同行们。按照他的解释,这个看似不合理的结果其实是符合进化论的。要知道,原始社会生存环境极为严酷,多数人年纪轻轻就死了。如果一个男人成功地活到了很大的岁数,甚至还能生小孩,那就说明他所处的环境非常好,或者他本人的生存能力极强,基因优秀,于是大自然把他的这个优势以端粒的形式遗传给了他的孩子,让他的孩子从小就获得了比其他孩子更长的端粒。这个逻辑和宇航员的逻辑是一样的,即端粒长度是身体健康状况的指标。
不过,与会者纷纷表示,这只是个初步的结果,其真实的含义还有待进一步的研究。事实上,此前已有多项研究表明父亲年纪越大,生出来的孩子患遗传病的可能性就越高,毕竟精母细胞一直在不停地分裂,来自父亲一方的DNA突变率明显高于母亲。虽说大部分这类基因突变都是无害突变,但总会有一小部分突变是有害的。
基因突变对于个人来说也许是个坏消息,但对于人类整体来说却是个好消息,因为基因突变是生物进化的源泉。如果没有基因突变,我们现在还是微生物呢。也许正是因为年纪大的父亲生的孩子比较多,大自然才允许他们冒几次险,人类就是这样一点一点地发生变化,最终进化成了今天这个样子。