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工蚁变蚁后寿命至少增加5倍,人类可以借鉴增长寿命吗?

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蚂蚁当了蚁后之后,寿命至少会增加5倍,最多可达30倍,这是纽约大学医学院的 Danny Reinberg 领导的团队在《Science》期刊上发表的一篇名为《Insulin signaling in the long-lived reproductive caste of ants》的论文的结论。

研究人员此次选择的研究对象是印度跳蚁(Harpegnathos saltator),之所以选择它是因为印度跳蚁是科学家们最早完成基因测序的蚂蚁之一,由于它们在受到惊吓时,会展现出惊人的跳跃力,因此得名。

在实验中,研究人员对印度跳蚁进行了多个方向的实验,当然实验的重心就是“工蚁变成蚁后之后,寿命增加的原因”,下面我们先来看一下实验中印度跳蚁比较有意思的地方。

印度跳蚁实验

蚂蚁是我们最熟悉的一类昆虫,因为它们太常见了,无论是乡村还是城市,只要你想找,很快就能在地面上、树干上发现蚂蚁们忙碌的身影。小时候,我观察最多的昆虫之一就是蚂蚁了,不过,有一个儿时的疑问:蚁后意外死亡,剩下的蚂蚁会怎么办?

这个实验就给出了答案,以前我认为蚁后死后,蚂蚁们会乱作一团,然后同类相残,最后灭族。但事实上,研究人员发现,当蚁后死亡之后,剩下的蚂蚁虽然会短暂地发生混乱,但是总体来说还是有秩序的,而乱的只有部分工蚁,它们会厮杀,但目的是为了角逐新蚁后。

当工蚁通过竞争拿到“蚁后”的宝座之后,它由原本的没有繁殖能力,变成了可以繁殖,此时蚁巢中的雄蚁会与之交配,进一步巩固自己“蚁后”的地位,然后蚁巢的秩序会再次恢复。

之后,研究人员将蚁后放到一个有成熟蚁后的蚁群中,原本我们以为的蚁后被蚂蚁杀死并没有发生,而是蚁后在被放入新蚁群后重新失去了产卵能力,变成了一只工蚁,与其他的工蚁一起“打工”。

与此同时,研究人员发现,工蚁的这种角色转变是伴随着寿命的增加或减少,一只印度跳蚁工蚁平均能活7个月左右,但变成蚁后之后,它的寿命变为平均5年,寿命增加了接近9倍,即使一些寿命较短的蚁后也达到了工蚁的5倍以上。

这让研究人员费解,因为在动物界寿命与繁殖通常是逆向关系,也就是说繁殖力越强,动物寿命越低,这是因为繁殖是件非常消耗能量且会加快代谢速率的一件事。

工蚁变蚁后寿命增加的原因

工蚁变蚁后之后,不仅繁殖力增加了,寿命还大幅度增加了,这引起了研究人员的高度重视,通过对工蚁和工蚁变得蚁后的大脑、卵巢以及脂肪体进行批量RNA(核糖核酸)测序,研究人员发现新晋蚁后的脂肪体中卵黄蛋白原(Vg)基因表达大幅度增加了,同时新晋蚁后的胰岛素mRNA与卵巢中的IGF mRNA、蛋白质也明显的增加了。

胰岛素的增加使得工蚁的卵巢得以发育,进而发育成蚁后,不过,根据对以往动物的研究看,胰岛素增加导致胰岛素通道被激活,是会相应的减少寿命的,但新晋蚁后竟然丝毫没有受到影响,反而还增加了。

通过进一步对新晋蚁后胰岛素通路的基因分析,研究人员找到了两个重要的分支AKT 和 MAPK,这两个分支只有MAPK具有活性,AKT是不具备活性的,而前者是诱导卵巢发育的,后者是控制衰老的。

在新晋蚁后的卵巢开始发育时,会产生一种物质,这种物质会阻断AKT信号的传输,而阻挡这个信号传输就是蚂蚁成为蚁后之后寿命增加的原因,也就是说它只用了一个分支用来刺激繁育,同时切断了另一个分支的传输,延缓了衰老。

人类能不能借鉴蚂蚁的这个能力达到增加寿命的效果?

从理论上看,只需要找到人胰岛素通路中的两个相似的基因,然后切断AKT信号的传输,人也能达到增加寿命的效果。但这只是理论,首先,并不是所有的动物切断AKT信号传输后都能增加5倍的寿命,经研究,老鼠、果蝇等动物只能增加10%-20%,所以即便是真的实现了人为的切断人类的该信号传输,增加的寿命也是不一定的。

其次,研究中出现AKT信号中断的动物都是自发性的,而不是人为的,科学家们只是研究了它们的机理,而人类在卵巢发育的过程中会不会自主的产生中断该信号传输的物质还未可知(一种称为 Imp-L2的胰岛素抑制蛋白)。

如果人类不会自主地产生这种抑制蛋白,那么即便将其他动物体内的这种抑制蛋白注入到人体内,由于是不同的物种,它也无法发挥效力,所以,从目前来看,蚂蚁从工蚁变成蚁后增加寿命的原理还无法用到人类身上。

总结

工蚁变蚁后除了拥有这超强的繁殖能力外,寿命还能大大增加,所以一旦有机会(蚁后死亡或者蚁群数量达到阈值),工蚁们都会争先恐后的争当这个蚁后,尽管当了蚁后之后会沦为“生育工具”,但想想能留下成千上万的后代以及多活好几年,这个代价也算是“划算”了。

至于人类借鉴蚂蚁的这种“变身”目前来说是不太可能的,不过,随着科学的进步,这些研究成果终归有一天会在人类身上体现。

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