后代更少,寿命更长:哺乳动物衰老的隐藏规律

一项大型国际研究表明,当抑制繁殖时,哺乳动物的寿命往往会延长。平均而言,寿命会增加约10%,尽管其原因因性别而异。被阉割的雄性避免了睾丸激素的有害影响,而雌性则通过避开怀孕和哺乳期的高强度生理需求来获得更长的寿命。这些结果凸显了繁殖后代与延长寿命之间强大的生物学权衡关系。

  • 跨物种的长寿现象: 在许多哺乳动物中,限制繁殖与延长寿命相关,平均可将预期寿命提高约10%,有时甚至更多。
  • 雄性与雌性的不同生物学机制: 只有在通过阉割移除睾酮的情况下,雄性寿命才会延长;而雌性则能从任何形式的繁殖抑制中获得寿命增益,这很可能是因为避免了怀孕和哺乳对身体造成的巨大能量需求。
  • 动物死亡原因的变化: 被阉割的雄性死于攻击性或冒险行为的可能性降低,而繁殖受阻的雌性死于感染的情况则更少,这表明其免疫防御能力有所增强。

为何物种间寿命存在差异

自然界的动物衰老速度差异巨大。一头雌象可以活到80岁,但其一生中产下的幼崽数量却很少。相比之下,一只老鼠可能只能存活几年,但却能产下数十只后代。进化生物学通过一个基本原则解释了这种差异:能量是有限的,物种必须在繁殖和维护自身身体之间分配能量。一项新的大规模研究提供了新的证据,表明这种权衡在决定包括人类在内的哺乳动物寿命方面起着重要作用。

一个国际研究团队(包括来自莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的科学家)研究了限制繁殖如何影响哺乳动物的寿命。该研究分析了来自全球动物园和水族馆的117种哺乳动物的记录,并将其与71项先前已发表研究的荟萃分析相结合。数据显示,长期激素避孕和永久性手术绝育与平均寿命增加约10%相关。

繁殖与生存的权衡

繁衍后代需要巨大的生物学投入。怀孕、哺乳、精子产生、求偶行为和亲代抚育都会消耗大量能量。即使在非活跃繁殖期,睾酮和雌激素等性激素也会持续影响生长、行为和衰老过程,从而从身体的长期维护中分流资源。

"动物园对繁殖进行精心管理,为研究这些动态提供了独特的环境,"作者之一Johanna Stärk说。"动物可能会接受避孕或绝育以防止繁殖,从而在同一环境中形成自然的比较组。"

减少繁殖带来的寿命益处广泛出现在各类哺乳动物中,包括灵长类、有袋类和啮齿类。在某些情况下,效果非常显著。接受激素避孕的雌性阿拉伯狒狒寿命延长了29%,而被阉割的雄性寿命延长了19%。"这项研究表明,繁殖的能量成本对哺乳动物的生存有着可衡量的、有时甚至是相当大的影响,"该研究的高级作者之一Fernando Colchero说。"减少繁殖投入可能使更多能量用于延长寿命。"

两性寿命均延长——但原因不同

虽然限制繁殖延长了雄性和雌性的寿命,但所涉及的生物学途径并不相同。该研究的主要作者、奥塔哥大学的Mike Garratt解释说,只有阉割(而非输精管切除术)能增加雄性寿命。"这表明,这种效应源于消除了睾酮及其对核心衰老途径的影响,尤其是在生命早期发育阶段。当阉割发生在生命早期时,益处最大,"他说。

在雌性中,几种形式的绝育都与更长的寿命相关,这表明其益处来自于避免了怀孕、哺乳和生殖周期带来的巨大身体消耗。移除卵巢(会停止卵巢激素的产生)也延长了寿命。然而,一项包含47项实验室啮齿动物研究的荟萃分析揭示了潜在的负面影响,因为晚年的健康状况可能会恶化。这些结果可能有助于解释在绝经后女性中观察到的"生存-健康悖论",即她们通常比男性寿命更长,但身体虚弱程度和慢性病发病率更高。

不同性别的不同死亡原因

研究还发现了雄性和雌性死亡方式上的显著差异。被阉割的雄性死于与攻击性或冒险行为相关原因的可能性较低。繁殖受阻的雌性死于感染的可能性较低,这支持了以下观点:繁殖的高能量需求可能会削弱母体的免疫防御能力。

来自人类的直接证据仍然有限。一些历史记录,包括19世纪前朝鲜王朝时期朝鲜宦官的数据,表明被阉割的男性比未阉割的男性寿命长约18%。然而,研究人员提醒说,这些记录存在争议,应谨慎解读。

 

在女性中,因非癌症原因(如子宫切除术或卵巢切除术)进行的 surgical sterilization 与寿命的微小缩短有关,与未绝育的类似女性相比,寿命大约减少1%。"繁殖本身成本高昂,"作者指出。"然而,人类环境——通过医疗保健、营养和社会支持——可以缓冲或重塑这些成本。"

一个基本的进化权衡

总体而言,这些发现突显了繁殖是哺乳动物的一项主要生物学开支。在繁衍后代和保护身体之间取得平衡,代表了一种核心的进化权衡,它影响着衰老和生存。这些成本源于激素效应以及与繁殖相关的身体风险和压力的共同作用。

许多细节仍未解决,研究人员强调需要进一步研究。"我们的研究结果表明,在广泛的哺乳动物中,繁殖的成本是巨大且可衡量的,"作者总结道。"理解这些权衡可以加深我们对衰老如何进化,以及雄性和雌性如何以不同方式平衡生存与繁殖的见解。"