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人类与虎鲸缘何会在中年绝经?

【策划】进化生物学解不开的60年谜题

黑猩猩可以一直生育到死亡
人类和三种鲸鱼可以在绝经后继续长久活着
1957年提出“母亲假说”后,争议不断

图为栖息在美国和加拿大附近太平洋海域的虎鲸群。这种虎鲸以捕食三文鱼为生,由早期绝经的年老雌鲸领导鲸群。 (图片来源: GettyImages图库)

绝经是自然界最大的谜题之一。尽可能多地流传自己的遗传基因,是生物进化的一大法则。明明拥有繁殖的能力却停止生育,这种情况叫做“遗传性死亡”,这种基因从一开始就无从存活。那么,为什么人类和少数几种动物可以在中年绝经后,依然能够存活很长时间呢?在过去60年间,这一直是进化生物学备受争议的一个问题。

哪些动物会绝经?

印度的拉姆吉特•拉加夫(Ramjit Raghav,102岁)在94岁和96岁高龄各得一子,被称为世界上“年纪最大的父亲”。这说明男性老了依然可以产生精子,而女性在50-51岁前后就会出现卵巢功能衰退的绝经现象。即使生活在没有经过工业化和现代医疗洗礼的非洲卡拉哈里沙漠地区的布希族女性,也可以和现代人一样,在绝经之后继续存活数十年时间。

灵长类动物虽然有着与人类最相似的遗传基因,但却没有绝经期。野生的黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩、猩猩都会在30多岁进行最后一次生育后立即死亡,而人类却可以在45岁前结束生育后继续存活20多年。野生灵长类动物学家金山河博士(生命多样性基金会秘书长)7月27日表示“黑猩猩虽然寿命比人类短,生育最后一个子女的时间却和人类差不多。考虑到两者寿命的差距,黑猩猩可谓一直到老都在生育,而人类却在可以生育的年龄突然停止了生育行为,这一现象非常特别”。

图为灵长类动物和人类最迟生育年龄与死亡年龄的对比,灵长类动物的这两个年龄差不多一致,只有人类不一样。 (图片来源: 《美国科学院院报》 2013年Susan Alberts)

不同于灵长类动物,据了解,虎鲸、伪虎鲸与领航鲸这三种鲸鱼也可以在绝经后长久存活。虎鲸一般在12岁-40岁之间繁殖,但它们的实际寿命超过90岁,绝经后的存活时间约占整体寿命的三分之二。寿命超过60岁的领航鲸也会在35岁左右停止繁殖,这与寿命超过100岁的北极鲸可以在死前持续生育繁殖的情况形成了鲜明对比。非洲象和亚洲象的寿命也可以在60多岁和70多岁的寿命中一直保持生育能力。韩国国立水产科学院鲸鱼研究中心的金贤宇(音)博士说“虎鲸、伪虎鲸和领航鲸都是生活在海洋中的大型鲸鱼,它们都表现出了高度的社会化行为”。它们虽然生育的子女数量不多,却可以长时间抚养后代,通过稳定的母系集团维持母子关系。

去年南非共和国研究人员发现了伪虎鲸的绝经现象。他们通过对搁浅在南非的伪虎鲸和日本捕捉的伪虎鲸进行统计和形态学分析后,得出了这一结论。研究人员在发表到科学杂志《动物学最前线》的论文中写道“伪虎鲸绝经后的寿命更像亚洲象,而不是虎鲸和领航鲸”,认为灰海豚、小虎鲸等其他大型社会型海豚也可能存在绝经现象。

2010年日本研究学者发现,日本一种可以在植物上留下黏液的蚜虫也存在绝经现象。这种社会属性较强的蚜虫可以在繁殖期结束后继续存活,度过保护孩子的“第二段生命”。这种老蚜虫在绝经后,生殖器官可以变成一种分泌粘液的器官,负责保护怀有孩子的蚜虫,在发现捕食者时,它们会分泌一种蜡质粘液,将自己和捕食者凝固在一起,同归于尽。

领航鲸正在结群游动。绝经的鲸鱼拥有很强的社会属性。(图片来源: 维基共享资源)

为什么要放弃繁殖能力?

对于出现绝经现象的原因,学界一般认为这是老一代主动放弃繁殖能力,以便更多地帮助儿女或孙辈长大,从而延续自己的遗传基因。1957年提出的“母亲假说”和1998年提出的“祖母假说”就是一个典型例子。“母亲假说”主张,老一代放弃自己的生育能力来帮助孩子抚养子女,可以避免老龄生产的危险,从结果上说,有利于自己的生存适应。但是,研究发现,即使在没有医疗技术庇护的狩猎采集时代,人类生育时的产妇死亡率也只有不到3%,老龄生育的危险性被过于夸大。

美国犹太裔人类学家克里斯汀•豪克斯(Kristen Hawkes)通过研究非洲哈扎人提出了“祖母假说”,认为上了年龄的女性放弃繁殖能力是为了帮助照顾断奶的孙辈。人类的幼儿在断奶后仍然需要很长时间的照顾,比起不断生育的年轻女性,上了年龄的女性更有经验和力量,在采集粮食等活动中可以发挥更大作用。

虎鲸母亲和孩子之间具有较强纽带,母亲的存在对孩子的存活率发挥着决定性影响。(图片来源: 鲸鱼研究中心, 大卫•爱里普利特)

人们在动物研究中也发现了这种为照顾孩子和孙子而放弃自己生育机会的现象。英国埃克塞特大学的进化生物学家达伦•克罗夫特等人2012年在科学杂志《自然》中刊载了他们对西北太平洋虎鲸进行36年跟踪研究的结果。他们惊奇地发现,在虎鲸妈妈死亡后,年近30岁的虎鲸儿子在第二年死亡的概率增加了14倍。也就是说,雄性虎鲸长大后仍是“妈宝”,而虎鲸奶奶则负责带领群体寻找食物、感知捕食者、解决问题、游动和解决集团内部的矛盾。

最新提出的相关假说是“生殖冲突假说”。2008年英国埃克塞特大学进化生物学家迈克尔•坎特等人提出,年轻一代与老一代围绕生殖问题产生冲突,导致了老一代放弃生殖能力的结果。“祖母假说”认为老一代为照顾只拥有自己四分之一遗传基因的孙辈而放弃直接生育带有二分之一自己基因的儿女的能力,缺少理论上的说服力。在对虎鲸长达43年的长期跟踪研究中发现,当母亲和女儿同时繁殖后代时,母亲的孩子死亡的概率比女儿的孩子高出1.7倍。人类的母亲也差不多会在女儿开始生育前后停止生育。这种“生殖冲突假说”可以有力地补充“祖母假说”的缺陷,倍加受人瞩目。

赵弘燮 记者

韩語原文: http://www.hani.co.kr/arti/animalpeople/ecology_evolution/855387.html

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