一项新的数学研究指出,多细胞生物的衰老无法阻止。
“从数学上说,衰老不可避免——真的不可避免。从逻辑、理论和数学角度看,都没有出路。”该研究作者、亚利桑那大学生态学与进化生物学教授乔安娜·马塞尔说。
目前对衰老进化的理解仍留有一种可能:只要科学能够找到让生物体之间的选择达到完美的方法,衰老或许就能被阻止。一种做法可能是利用细胞间的竞争,清除与衰老有关、功能不佳的“迟缓”细胞,同时保留其他细胞。
然而,马塞尔和博士后研究员保罗·纳尔逊表示,事情并没有这么简单。
陷于细胞之间
该研究第一作者纳尔逊解释说,随着身体衰老,细胞层面会发生两件事。
首先,细胞会变慢并开始丧失功能,例如毛发细胞停止产生色素。其次,一些细胞会加快生长,可能导致癌细胞形成。研究人员说,随着年龄增长,我们每个人体内都可能在某个时候出现癌细胞,即使它们尚未引发症状。
马塞尔和纳尔逊发现,即使自然选择完美无缺,衰老仍会发生,因为细胞竞争时癌细胞往往会作弊。
“随着年龄增长,你的大多数细胞会逐渐减慢、丧失功能,也会停止生长,”纳尔逊说。“但有些细胞却在疯狂生长。我们的研究表明,这造成了一个两难困境——一个无解的僵局。如果清除那些功能不佳、行动迟缓的细胞,癌细胞就会增殖;而如果清除或减缓癌细胞,就会让迟缓细胞累积。”
“所以,你只能眼看着迟缓细胞累积,或是让癌细胞增殖;如果处理其中一种,就无法同时处理另一种。两件事不能同时做到。”纳尔逊说。
“我们为什么会衰老?”
纳尔逊说,尽管人终有一死是不争的事实,研究人员的工作还是提出了一个数学方程,说明衰老为何是“无可辩驳的事实”,也是“多细胞生物的内在属性”。
“我们终将死去,这并不令人意外;很多事情之所以显而易见,是因为我们太熟悉了。但说到底,我们为什么会衰老?我们开始解释其中的原因。”马塞尔说。
“人们曾从‘自然选择为什么还没有阻止衰老?’这个角度探究衰老为何发生。他们提出这个问题时,隐含的想法是,不衰老是可能的,那我们为什么没有进化出这种能力?我们要说的是,这不只是进化没有做到的问题;自然选择做不到,其他任何方式也做不到。”马塞尔说。
归根结底,事物会随着时间推移而损坏;按照数学推演,试图修复反而可能让情况更糟。
“你或许能减缓衰老,但无法阻止它。”马塞尔说。“我们用数学证明了为什么这两个问题不可能同时解决。你可以解决一个问题,但另一个问题依然存在。随着时间推移,情况会以以下一种或两种方式变得更糟:要么所有细胞都继续变得更加迟缓,要么你会患上癌症。根本原因是事物会损坏。无论你多么努力地试图阻止它们损坏,都无济于事。”
正如纳尔逊所说:“如果你想成为多细胞生物,这就是你必须面对的事情。”

