第221章 生命与衰老 (2/3)

前文提到，真核细胞内存在两套基因组，它们共同为线粒体编码，这就相当于同一个线粒体却有两张设计图纸，彼此之间必须配合得严丝合缝才能组装成一个高质量的线粒体。如果双方因为某种原因不再匹配了，生命体就必须将这个细胞除去，免得连累其他细胞，这就是为什么自由基泄露会启动细胞自杀程序，因为这是线粒体质量下降的标志。

当真核生物进化到多细胞阶段时，急需一套惩罚机制来管理那些不服从大局的细胞，于是这套细胞凋亡机制又被征用了，并在很多其他场合发挥了重要作用。比如我们的手在胚胎发育早期就是一团均匀的肉球，然后肉球表面的四个细胞团开启了自杀模式，其余部分则继续生长，这才长出了五根手指。如果这个过程没控制好，开启自杀模式的细胞团多了一个，最终就会生出来一个六指儿。

成年后的多细胞生物也经常需要依靠细胞凋亡功能来清除掉不合格的细胞，大部分癌细胞就是这样被清除出去的。据统计，一个成年人每天都有600亿个细胞是通过细胞凋亡被清除掉的，约占人体细胞总数的千分之一。

从这个例子就可以看出线粒体有多么重要。莱恩认为，生命就是不断地抵抗熵增的过程，这个过程每时每刻都需要消耗大量能量，一旦能量供应跟不上能量需求，其结果就是衰老和死亡。作为真核细胞所需能量的唯一供应商，线粒体掌管了真核生物的生杀大权，线粒体的健康极限就是真核生物的寿命极限。

既然如此，动物们只要进化出高质量的线粒体不就可以长寿了吗？答案并不像大家想象的那么简单。前文说过，线粒体的遗传模式和核基因组不一样，双方必须相互配合才行。高等动物受精卵中的线粒体全都来自卵子，但核基因组却有一半来自精子，因此卵子的每一次受精都是撞大运，碰上合适的精子皆大欢喜，碰上不合适的就会倒霉一辈子，所以大多数高等动物都学会了对受精卵进行预筛，即把不合格的胚胎剔除出去，这样就不会浪费资源了。对于人类来说，这就是流产。据统计，人类有大约40的妊娠是以流产告终的，很多流产就连母亲都觉察不出来。莱恩认为，其中很多流产的原因就是线粒体基因组和核基因组不匹配，导致线粒体质量出了问题。

但是，基因组之间的匹配没有最好只有更好，线粒体的质量究竟要达到什么样的标准才能不被筛除呢？答案必须依照动物的生活方式来决定。比如，飞行需要耗费大量的能量，因此所有会飞的动物对线粒体质量的要求都非常高，这就是为什么绝大多数鸟类对于配偶都极为挑剔。很多进化生物学家都对雄鸟为什么会进化出如此艳丽的羽毛感到不解，达尔文曾经说过，他每次想到孔雀的羽毛就“感到恶心”，因为这件事太不符合进化论的预期了。但在莱恩的理论体系里，这件事变得很容易解释。雄鸟羽毛上的色素是很难合成的，需要高质量的线粒体提供能量，所以莱恩认为雄鸟羽毛其实就是展示自己线粒体质量的一个广告牌。

还有一点也很重要，那就是雄鸟的性染色体是zz，雌鸟是zw，和人类正相反。很多和线粒体有关的基因都在z染色体上，所以雌鸟的线粒体基因大都来自父亲，这就是为什么鸟妈妈在择偶时必须十分挑剔，否则她的女儿就会遭殃。不过，挑剔的结果就是鸟类的生殖能力相对较低，一只雌鸟一年往往只能生一窝。

再来看看小鼠的情况。小鼠的生活范围很小，也不用飞，不需要特别优质的线粒体就能活得很好，如果母鼠也像鸟妈妈那样挑剔的话，就没有必要了。于是，小鼠对于胚胎质量的要求要比鸟类低很多，其结果就是小鼠的体力虽然不如鸟类，但繁殖力比鸟类强。

总之，真核生物的生命就是一场体力（fy）之间的较量，两者是一对天生的矛盾，鱼和熊掌永远不可能兼得。这场竞争最终一定会达成某种平衡，平衡点的位置取决于该生物的生存策略。

莱恩的这套理论很好地解释了为什么鸽子和小鼠的体重差不多，新陈代谢速率也相近，但绝对寿命却相差10倍，原因就在于鸟类的线粒体质量高，其自由基泄露速度是同等体重的哺乳动物的十分之一。有趣的是，唯一会飞的哺乳动物蝙蝠的线粒体质量和鸟类更相似，寿命也相应地比同样体重的小鼠长很多。

这套理论还解释了为什么饥饿疗法、锻炼身体和低碳水化合物饮食会延缓衰老，原因都是自由基。研究结果证明，人在饥饿、运动和低碳饮食时，其线粒体的工作效率会更高，自由基就更不容易泄露。

总之，莱恩认为衰老的原因就是线粒体基因组和核基因组之间的不匹配所导致的线粒体质量下降，自由基随之泄露，损伤了细胞，触发了细胞凋亡。之后，如果自杀的细胞被新细胞替换，皆大欢喜，这就是年轻时的状态；如果来不及替换，活细胞的数量就会越来越少，这是老年时的状态；如果细胞凋亡过程出了问题，导致这个细胞没有死透，只是失去了分裂能力，它就会变成前文提到过的衰老细胞，导致一系列问题。

线粒体有没有可能永远保持健康？答案是否定的。因为基因总是会发生变异，两套基因组不配合的情况一定会