生命就是各種各樣的選擇。以進(jìn)化論而言,,生物的一個選擇就是要活多久,。多細(xì)胞有機(jī)物,例如人類,就是少量攜帶基因進(jìn)入下一代的細(xì)胞(精子和卵子)與大量不攜帶基因的細(xì)胞(所有其他的細(xì)胞)之間的折衷妥協(xié),。為使生命延續(xù),,精子和卵子能夠完成使命是非常重要的,這意味著身體其它部位要保持健康,。然而,,由于有機(jī)體資源有限,必須均衡身體各部分修復(fù)與生殖的需要,。這一妥協(xié)結(jié)果將是在一生中以身體逐漸衰老為代價而實現(xiàn)生長繁殖的最大化,。肌肉逐漸松弛,骨骼變得脆弱,,皮膚起皺紋,,神經(jīng)細(xì)胞退化。最終整個軀體都崩潰,。
生物學(xué)家將這一衰老過程的解釋稱為“拋棄軀體論”(the disposable soma theory),,soma是在希臘語中意為“軀體”。就在不久之前,,人們還認(rèn)為這一理論并不適用于單細(xì)胞有機(jī)物,,例如細(xì)菌,因為它們沒有可以拋棄的軀體,,僅以單個細(xì)胞一分為二繁衍后代,。然而最近的研究表明,這些細(xì)菌也面臨著維護(hù)自身與繁衍后代的選擇,?!睹绹鴩铱茖W(xué)院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)》剛剛發(fā)表的一篇論文檢測了這一過程。該論文由就職于印度普那(Pune)阿巴薩赫布.格瓦熱學(xué)院(Abasaheb Garware College )的Milind Watve及其同事發(fā)表,。
在顯微鏡下,,細(xì)菌似乎從正中間一分為二進(jìn)行繁殖。母細(xì)胞并沒有繼續(xù)成長,、養(yǎng)育子細(xì)胞并衰老之死,,而是形成了兩個子細(xì)胞。人們對此的假設(shè)是這些子細(xì)胞在隨機(jī)變化范圍內(nèi)盡可能地相似,。且這兩個子細(xì)胞都不受到那套“拋棄軀體論”所帶來的衰老過程的影響,。然而這一假設(shè)的成立還有賴于另一個假設(shè)的成立:母細(xì)胞的成分被均等地分為兩個子細(xì)胞。使用現(xiàn)代技術(shù)對細(xì)胞分裂進(jìn)行檢測所的結(jié)果表明情況并非如此,。其中一個字細(xì)胞得到較好的待遇,,獲得了新合成的細(xì)胞成分,而不是那些老舊的,、破損的,、修補的細(xì)胞成分。細(xì)菌內(nèi)部成分越衰老,它就越接近死亡,。他的新陳代謝過程減緩,,更有可能在繁殖之前死亡。
Watve博士追問自己這一現(xiàn)象的原因,,并用計算機(jī)建造了一個理論世界來進(jìn)行研究,。在這一理論世界中,一個細(xì)菌能夠“選擇”死亡策略,,它可以將所有老舊的細(xì)胞成分分配給一個沒有前景的子細(xì)胞,,并將所有希望寄托在另一個子細(xì)胞上,并將新細(xì)胞成分分配給它,?;蛘撸@個細(xì)菌能夠?qū)⒆约簩ΨQ分配,。后一種選擇中的兩個子細(xì)胞,,如果不能永葆青春,那么也有同等機(jī)會避免衰老,,因為這兩個子細(xì)胞都不會比母細(xì)胞更容易衰老,。不過這兩個子細(xì)胞比不對稱分配策略下受惠的子細(xì)胞的生長速度要慢,因為它們的資源不得不在維護(hù)自身和繁殖后代中進(jìn)行分配,。
當(dāng)Watve博士運行這一模型,,他發(fā)現(xiàn)細(xì)胞分裂究竟是否對稱分割取決于其周圍的食物量。在貧瘠的環(huán)境中(現(xiàn)實世界中,,可能包括湖泊或海洋),,平均分割的增長緩慢的子細(xì)胞可能更占優(yōu)勢,因為它們能更有效地利用有限的資源,。這是因為那些非對稱分個所得子細(xì)胞中的弱者有可能在繁殖之前就死亡,,這樣就浪費了他們所吸收的食物。而在富足的環(huán)境中,,那些較弱的子細(xì)胞死得較少,,那些擁有新細(xì)胞成分的子細(xì)胞生長、分割的更迅速,。而這與人們的發(fā)現(xiàn)相吻合:在養(yǎng)分充足的人體內(nèi)臟中,細(xì)菌生長得更快,,且以非對稱形式分割,。
實驗室中養(yǎng)分充足的細(xì)菌也是非對稱的分割,再次證實了這一理論,。問題是,,那些在貧瘠環(huán)境中的細(xì)胞是否更傾向于對稱分割?此問題的答案還無人能回答。