孔雀鱼和水蚤的寿命只有几天或几周,但它们的死亡率随着年龄的增长而急剧增加,人类等寿命较长的动物也是如此。但其他动物——如寄居蟹、红鲍鱼和水螅(一种可以存活数百年的微观淡水动物)——打破了这种趋势,享有几乎恒定的生育率和死亡率。
12 月 8 日发表在《自然》杂志上的一项对 46 个物种标准化人口模式的比较研究表明,它们之间“衰老策略”的巨大多样性挑战了进化不可避免地导致衰老(即死亡率和生育率随年龄增长而下降)的观点,丹麦南丹麦大学奥登塞的生物学家欧文·琼斯说,他是这项研究的负责人。
琼斯说:“通过宏观视角并对物种进行调查,我们发现了大量违反这一基本理论的情况。” 今天发表在《自然》杂志上的一项对 46 个物种标准化人口模式的比较研究表明,它们之间“衰老策略”的巨大多样性挑战了进化不可避免地导致衰老(即死亡率和生育率随年龄增长而下降)的观点,丹麦南丹麦大学奥登塞的生物学家欧文·琼斯说,他是这项研究的负责人。
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为了比较生育率和死亡率模式,作者汇编了 11 种哺乳动物、12 种其他脊椎动物、10 种无脊椎动物、12 种维管植物和一种绿藻的已发表生命史数据集,并将轨迹标准化——将生命周期中每个时间点的死亡率除以平均死亡率。
他们发现寿命长度与衰老程度之间没有关联。在死亡率随年龄增长最急剧的 24 个物种中,11 个物种的寿命相对较长,13 个物种的寿命相对较短。在死亡率增长不太急剧的物种中,也出现了类似的寿命划分。
当研究人员沿着衰老连续谱组织物种时,哺乳动物聚集在频谱的一端,属于死亡率突然转变的生物,而植物则占据另一端,植物的相对死亡率大大降低。鸟类和无脊椎动物则分散在各处。
作者认为,跨频谱的衰老策略多样性应该对理论家提出挑战。“我们拥有的[进化]理论适用于许多情况,但它们无法解释某些情况,”琼斯说。“这不是要抛弃旧理论;而是要修改理论,使其适用于所有物种。”
物种沙拉
这是首次尝试标准化跨物种的死亡率和生存率比较,但这让几位科学家感到困惑,因为他们说,生命策略的多样性是公认的。更重要的是,他们质疑比较的生物学基础。
问题在于比较实验室饲养的、有时是近亲繁殖的种群与持续数十年的实地研究的有效性。“这种方法就像制作一份水果沙拉,并想象它可以告诉你一些关于橙子进化的信息,”德克萨斯大学健康科学中心圣安东尼奥分校的进化生物学家史蒂文·奥斯塔德说。“这种跨生命之树的人口轨迹比较完全脱离了生物学,并忽略了环境的影响,”他补充道。
加州大学尔湾分校的进化生物学家劳伦斯·穆勒对此表示赞同。“野外生物的死亡原因有很多——例如,捕食或疾病——而不是衰老,”他说。“不幸的是,实地数据集死亡率来源不明,这混淆了与年龄相关的衰老模式,而这正是我们都感兴趣的,”他补充道。
该研究的合著者、马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的数学生态学家哈尔·卡斯韦尔说,试图区分死亡是否与衰老相关是一个错误。“死亡率随年龄增长而增加,这代表着应对死亡危害能力下降,无论其来源如何,都被定义为衰老,”他说。
但《自然》杂志采访的批评人士表示,他们怀疑这篇论文对进化论提出了严峻的挑战。“这项研究有益地提醒人们衰老模式是多样的,但它并不是对现有理论的驳斥,”耶鲁大学纽黑文分校的进化生物学家斯蒂芬·斯特恩斯说。“这将需要对生殖和死亡率之间的权衡进行困难的经验测量,而这尚未完成。”
本文经《自然》杂志许可转载。 这篇文章于 2013 年 12 月 8 日首次发表。