科学家惊人发现:人死亡时间或可预测
2016-06-25


生老病死是人无法逃脱的自然规律,那么死亡时间能够预测吗?

美国加州大学欧文分校科学家近来表示,他们用果蝇做实验,发现有一个特殊的生命阶段,预示著死亡即将来临,并将这一阶段称为“死亡螺旋”阶段。他们认为,人类也可能经历这样的阶段。

大约25年前,生物学家们假定,生命只有两个基本阶段,即儿童阶段和成年阶段。这一观点得到了人们一致的认可。儿童阶段是指性成熟之前,这一阶段的特点是快速生长和发育。在此期间,死亡的可能性通常很低。

到性成熟以后,人就迈入了成年阶段。刚刚成年时,死亡的可能性较低。这一阶段是人生命力旺盛时期,而且大多数人会结婚生育。但随着时间流逝,人的身体开始老化和衰弱。每过一年,死亡的可能性就会随之增加,起初增速较慢,后来随着人越来越老,增速就会越来越快。

上世纪90年代初,研究人员意识到,人的生命不止这两个阶段。他们把这第3个阶段定义为“晚年”阶段,即人类社会中最年长的人所经历的阶段。

晚年阶段与成年阶段末期的区别在于死亡率模式。成年阶段的一个特征是,死亡率一年比一年高。晚年阶段则不同。比如,一个60岁的人死亡概率比一个50岁的人高得多,但一个90岁的人死亡概率却和一个100岁的人差不多。

美国加州大学欧文分校科学家劳伦斯·穆勒(Laurence Mueller)解释说,“死亡率呈平稳状态,即进入稳定期。”

关于这种稳定期为何会存在,至今还没有一个可以接受的解释。为了弄清这一问题,穆勒和他的同事迈克尔·罗斯希望(Michael Rose )开始寻找晚年阶段除死亡率外,其它生物学特征进入平稳期的迹象。穆勒说:“我们很想知道,女性的生育力是否也遵循相同的模式。”

果蝇死前生殖力下降 被称为“死亡螺旋”阶段

穆勒和罗斯选择了果蝇作为研究对象。“我们选取了2828只雌性果蝇,分别将每只雌性果蝇与两只雄性果蝇放在一个小瓶中,”穆勒说。“我们每天将每只雌性果蝇挪到一个新的小瓶中,并数数它们产了多少卵。我们持续这样做,直到所有的果蝇都死亡。”

果蝇的寿命通常为数周时间。穆勒承认,这项实验工作量巨大,而且很单调乏味:每天都要挪动这么多小果蝇,还要数它们产下的小小的卵。不过,罗斯的10多名学生帮助分担了这项任务。

付出一番努力之后,结果起初似乎令人失望。当果蝇进入“晚年”阶段,生殖率并没有明显呈平稳状态。

事实上,研究人员在仔细分析数据时,发现了一些完全不同的现象。“我注意到,如果我将那些濒临死亡的雌性果蝇分离出来,并将它们与那些还有数周寿命的同龄果蝇作对比,它们的生殖力有所不同。”穆勒说。

简而言之,一只果蝇的生殖率,即每天产卵的数量,在死亡前两周会急剧下降。

更引人注目的是,这种生殖率的下降与果蝇即将死亡有关,而与其年龄无关。如果一只60天大的老果蝇濒临死亡,它的生殖率就会急剧下降,但如果一只15天大的果蝇过早死去,之前它的生殖率也会骤然下降。

穆勒和罗斯认为,这是生命的普遍特征,标志着生命迈入了一个新的阶段,即区别于儿童阶段、成年阶段和晚年阶段的第4阶段。他们称之为“死亡螺旋”阶段。

科学家:更多证据证明“死亡螺旋”阶段的存在

自2007年以来,他们一直在寻找更多关于“死亡螺旋”阶段的证据。比如2012年,他们发现,雄性果蝇在死前的数天内,生殖能力也会骤然下降。

“随着雄性越来越老,它的生殖能力也越来越差。”穆勒说。“但当雄性即将死亡时,无论它是年轻的、中年的还是老年的,它的生殖能力都大大低于还有数周寿命的同龄果蝇。”

2016年,穆勒和罗斯分析了4个不同实验室关于果蝇寿命和生殖能力的实验数据。穆勒说,这些合并起来的数据再次揭示了“死亡螺旋”阶段的存在。

雌性果蝇,无论年龄有多大,在死前两周,都会经历一段生殖率急剧下降的时期。这些研究人员甚至发现,仅仅通过分析果蝇前3天生殖能力的变化(忽略年龄等其它数据),或许可预测它是否将在某一天死亡。“我们(以这种方式)预测的准确率达到80%左右。”穆勒说。

研究生殖能力和死亡之间的联系,并非只有穆勒与罗斯两人。美国明尼苏达大学科学家詹姆斯·克钦格(James Curtsinger )也一直在进行试验,研究果蝇的衰老和死亡。2016年,他发表了最新的研究成果。这一成果也显示,果蝇在死之前,生殖能力会下降,与穆勒和罗斯的成果非常一致。

重要的是,克钦格还发现,死前生殖能力下降与年龄无关:较年轻的果蝇与年老的果蝇都遵循相同的规律。

生殖力与死亡紧密相关令人迷惑不解

不过,在一些重要方面,克钦格的发现与穆勒和罗斯有所不同。例如,他认为,这些观测结果并不能作为生命第4阶段普遍存在的证据。他也不确信,人类或其它物种也会与果蝇一样,经历这种生殖力剧降的阶段。他还认为,“死亡螺旋”这一术语较含糊,模棱两可。他发明了自己的术语“退休”,并认为生物学家们可能发现更有用。

克钦格说,“退休”现象很容易在雌性果蝇身上发现,因此对研究更有价值。“退休”阶段,从成年雌性果蝇不再产卵的那一天开始。

为了理解这个“零蛋日”的重要性,可以先了解一下雌性果蝇。克钦格说:“果蝇一般长2.5毫米,一粒果蝇卵长0.5毫米。一只雌性果蝇一生能产1200粒卵,如果将其排成一排,可达约半米长。”换言之,雌性果蝇是产卵机器,它们几乎只知做一件事,即产卵。如果一只果蝇某一天没产卵,即使次日又恢复产卵,那也很能说明出问题了。

克钦格的研究还揭示了穆勒和罗斯没有发现的现象。克钦格发现,在“退休”阶段末期,当生殖率低、死亡即将到来时,果蝇经历了死亡率稳定期,与“晚年”阶段类似。他说:“这是一个全新的发现。死亡率平稳并不仅仅是老年的特征,它也可以出现在中年或年轻时期。”

不过,有一个问题依然令克钦格迷惑不解,即生殖能力与死亡之间为何会存在紧密的联系。“我们找不到解释,”他说。

加州大学戴维斯分校科学家詹姆斯·卡雷(James Carey )认为,这一问题或许只是反映了一个人们所熟知的认识:生育是以父母的牺牲为代价的,尤其是对于母亲。比如,妇女生了多个孩子后,牙齿健康状况会变糟。

10多年前,卡雷及其同事通过试验发现,通过改变老鼠的生殖系统,可以改变它们的寿命。他们将老年雌性老鼠衰竭的卵巢摘掉,换上年轻老鼠的卵巢。手术过后,这只老年老鼠的寿命比预期要长。

卡雷说:“一些迹象表明,接受新卵巢移植手术的老鼠,心脏要比没有接受这样手术的老鼠健康。”

科学家相信人会经历“死亡螺旋”阶段

克钦格可能并不确信,人在死前会经历“退休”阶段,但穆勒认为,有证据证明,因自然原因注定死亡的人,将经历“死亡螺旋”阶段。他说,丹麦一项关于养老院的研究可能说明了这一点。

研究人员对这家养老院一群90多岁的志愿者进行测试,来评估他们的力气、协调性与精神集中度。几年后,他们回到这家养老院,看这些老人是否还健在。穆勒说,“那些已过世的老人,当时在测试中的表现也比较糟糕。这是临死前生理能力下降的表现。”

穆勒希望,他在果蝇身上的发现,有可能为人类提供新的线索,帮助人们在死亡之前,避免经历一段漫长、缓慢的退化过程。他说:“缩短‘死亡螺旋’阶段,使人们保持和他人一样健康,直到刚好死亡之前。”

穆勒和罗斯认为,他们的确发现了生命的第4阶段,但他们的长远目标是,让人类这一阶段尽可能缩短。
    来源: 史轩之 责编: Kitt

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