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尼克·萊恩（Nick Lane）是倫敦大學(xué)學(xué)院（University College London）的進(jìn)化生物化學(xué)家。他思考了許多關(guān)于生命的重大問題，例如：“生命的起源是什么？”、“為什么我們會衰老和死亡？”，“為什么我們會有性行為？”等等。萊恩認(rèn)為這些問題不能被進(jìn)化遺傳學(xué)解決，這些問題的答案和我們的基本生理機(jī)制有關(guān)。

萊恩一直在逐步構(gòu)建一種和進(jìn)化論互補(bǔ)的理論。他認(rèn)為，如被稱為真核生物的復(fù)雜細(xì)胞（我們自己的細(xì)胞就是一種復(fù)雜細(xì)胞）以及多細(xì)胞生命形式的出現(xiàn)，這些進(jìn)化史上的重大變化能通過能量約束來理解。

在萊恩的著作《權(quán)力，性，自殺》中，他認(rèn)為，性行為是在復(fù)雜的細(xì)胞進(jìn)化過程中出現(xiàn)的。簡單的細(xì)菌不會有我們通常認(rèn)知中的性行為，但它們也能夠交換、傳播基因，這本質(zhì)上就是性的作用。而復(fù)雜的真核細(xì)胞，包括人類、植物、真菌等等，都有性行為。但我們并不知道用性行為來傳播基因的優(yōu)點(diǎn)是什么。

性行為對于復(fù)雜細(xì)胞來說是必須的，并且它似乎與死亡緊密相連。我們越是把資源集中在繁衍后代上，我們在進(jìn)化方面就越有優(yōu)勢。但如果我們把所有的資源都集中在性行為上，我們能用來延長壽命的資源就少了。所以性行為幾乎是以壽命為代價來提高我們進(jìn)化上的優(yōu)勢。

死亡可以被看成一個細(xì)胞凋亡的特殊過程。死亡是由基因控制的，并且它還會消耗能量。受損的細(xì)胞會自殺，并被來自干細(xì)胞群的原始新細(xì)胞取代。在個體層面上，性通過重組基因來實(shí)現(xiàn)，這可以增加個體間的差異和種群的多樣性。自然選擇的根源還是性，換句話說：你能留下多少后代？

在人類種群內(nèi)，男性顯得更為重要。自然選擇的結(jié)果往往是一群占總體不大的男性傳播了多數(shù)的后代。這說明有些雄性表現(xiàn)得很好，有些則表現(xiàn)很差。性在選擇層面上的作用是令最好的基因能更好的復(fù)制傳播。所以在優(yōu)秀的男性和一般的男性中，自然選擇會偏向優(yōu)秀的男性。

而另一個重要的概念——能量過程則和細(xì)胞中的線粒體息息相關(guān)。線粒體實(shí)際是在很早以前進(jìn)入別的細(xì)胞的一種細(xì)菌。

關(guān)于沒有線粒體之前的細(xì)胞是什么樣的，學(xué)界仍然有爭議，但可以肯定的是那細(xì)胞是十分簡單的。許多證據(jù)表明，最早線粒體這一宿主細(xì)胞是一種簡單的細(xì)菌樣細(xì)胞，叫做古生菌。

細(xì)菌、古生菌、真核生物 | Amoeba Sisters

古生菌沒有細(xì)胞核來儲存 DNA ，沒有性行為，也不會四處吞噬其他細(xì)胞。由于某種偶然的巧合，它和線粒體產(chǎn)生了結(jié)合。我們復(fù)雜的細(xì)胞類型和所有包括性別、壽命和年齡等復(fù)雜的特征，都是在它們的相互作用下產(chǎn)生的。這意味著線粒體實(shí)際上和進(jìn)化有著密切聯(lián)系，并且是進(jìn)化的核心。

線粒體 | Amoeba Sisters

線粒體是我們細(xì)胞的能量來源，它們又和衰老有密切關(guān)系。動物的生存是有成本的，而成本取決于生活的節(jié)奏。如果我們的生活節(jié)奏非?？?，我們就會更容易疲勞。證據(jù)表明，新陳代謝率（我們吸入氧氣和消耗食物的速度）和壽命之間有著密切的關(guān)系。

在好的生存條件下，我們把大部分的資源集中在性和后代上。但如果生存條件不太好，例如在對食物的需求無法被滿足時，我們的重心就會從性轉(zhuǎn)移到生存上。在過去十年左右的時間里，這種基因轉(zhuǎn)換一直是大多數(shù)衰老研究的焦點(diǎn)。

衰老和壽命不完全與代謝率有關(guān)，衰老同樣與我們集中資源的方式有關(guān)。一些基因突變可以讓非常簡單的生物體的壽命延長兩到三倍，例如說，鳥類的實(shí)際壽命比它們從新陳代謝率推斷出的預(yù)測壽命長得多，這個原因在后面會解釋。

線粒體可以產(chǎn)生自由基，自由基可以破壞或使 DNA 變異，損害蛋白質(zhì)，甚至破壞細(xì)胞膜本身。隨著時間的推移，這種損害會慢慢累積，直到細(xì)胞不再能夠維持。在過去的幾十年里，最早提出的線粒體理論已被全面推翻。認(rèn)為我們可以通過服用大量抗氧化劑來延長壽命或保護(hù)自己不受與年齡有關(guān)的疾病（包括癌癥和癡呆）影響的觀點(diǎn)已經(jīng)被證偽。大量數(shù)據(jù)顯示，服用大量抗氧化劑補(bǔ)充劑的人群反而更容易早亡。

如果氧化自由基會損害我們的細(xì)胞，那么為什么抗氧化劑不起作用呢？

一個原因是它們干擾了細(xì)胞間的信號。自由基是細(xì)胞應(yīng)激狀態(tài)下發(fā)出的信號，它們就像一種警報(bào)機(jī)制，如果人體出了什么問題，它們就會作出相應(yīng)反應(yīng)。

抗氧化劑的問題在于它實(shí)際上破壞了這種警報(bào)機(jī)制。警報(bào)機(jī)制會引起應(yīng)激反應(yīng)，而應(yīng)激反應(yīng)會激活對細(xì)胞有保護(hù)作用的基因表達(dá)。這是一種保護(hù)性的應(yīng)激反應(yīng)，它實(shí)際上會使細(xì)胞活得更長。所以用抗氧化劑破壞這一信號反而是幫了倒忙。

自由基和抗氧劑 | diehardbrain.blogspot.com

從進(jìn)化的角度來看，人類可能能夠比現(xiàn)在長壽得多。如果負(fù)鼠生活在一個沒有天敵的島上，在五六代后，它們的壽命會延長一倍。鴿子的壽命大約是 30 年，但根據(jù)它們的高代謝率和體型，它們的預(yù)測壽命只有 3 到 4 年。

我們認(rèn)為鴿子活得更長的原因是因?yàn)樗鼈儠w。而僅僅是起飛的過程就需要巨大的代謝成本，因此它們必須有優(yōu)秀的線粒體來提供能量。鴿子的線粒體之所以能有這樣的功能，是因?yàn)樗鼈兒苌籴尫抛杂苫?。這似乎便是鴿子長壽的原因之一。

如果鴿子的壽命比新陳代謝率預(yù)測的要長 10 倍，這是否意味著我們也能做到這一點(diǎn)呢？如果我們能在生活中替換細(xì)胞、人體組織，那么我們的壽命大概就可以無限延長了。

但我們還受到大腦的限制，如果我們替換掉我們的神經(jīng)元，我們也會在這個過程中改變我們過去經(jīng)歷的記憶，這樣一來，我們還是之前的自己嗎？我們又該如何防止我們的大腦隨著時間的推移老化，失去神經(jīng)連接，失去我們儲存記憶和經(jīng)歷的突觸呢？

替換神經(jīng)元還會帶來其它問題。

例如，我們可以取一個皮膚細(xì)胞，重新編程使其成為干細(xì)胞。然后我們可以誘導(dǎo)這個干細(xì)胞變成一個神經(jīng)元，用它來代替大腦中死去的神經(jīng)元。如果這個新神經(jīng)元能夠成功地建立正確的連接，它的線粒體會發(fā)生什么變化？

當(dāng)我們重新編程一個皮膚細(xì)胞時，它的線粒體會恢復(fù)到干細(xì)胞的樣子，變得圓潤并失去電荷。但我們還不知道它們的 DNA 會發(fā)生什么樣的變化。這個皮膚細(xì)胞的 DNA 是否保留了它在以前的生命中所遭受的損傷？如果它實(shí)際上是有損傷的，那么這個新神經(jīng)元會帶來什么影響？

如果我們有更多的線粒體，我們就能擺脫老年疾病，活得更久。爬行動物，例如烏龜?shù)膲勖浅ｉL。原因是它們的代謝率非常低；它們幾乎不動，它們的細(xì)胞不處在任何壓力下，所以它們活得很長。

而在另一個極端上，鳥類的新陳代謝比我們快。鳥類有更高的體溫，消耗更多的氧氣，但它們比體積同等大小且代謝率相似的哺乳動物活得更長。原因似乎是鳥類有著更多、更高質(zhì)量的線粒體，這些線粒體提高了整個系統(tǒng)的功能。所以長壽和新陳代謝率之間似乎有一個 U 型曲線的關(guān)系。

而人類在這一曲線上處于中間。

與鳥類或爬行動物相比，在把體重考慮進(jìn)來之后，我們?nèi)祟惖膲勖鼘?shí)際上是相對較短的，因?yàn)槲覀兊拇x率相當(dāng)高，但我們卻沒有鳥類所擁有的高質(zhì)量線粒體。

我們的壽命和我們線粒體的數(shù)量也有關(guān)，例如，烏龜?shù)母渭?xì)胞中線粒體的數(shù)量是我們的 10 倍。有一種猜想是，進(jìn)化出高有氧能力的物種往往也會有較長的壽命。這就是為什么對能量有很高需求的鳥類和蝙蝠的壽命都很長。與其他類人猿相比，我們的有氧能力和耐力在進(jìn)化過程中也提高了許多，我們?nèi)祟惖膲勖脖却笮尚苫蚝谛尚梢獊淼瞄L。

科學(xué)家有沒有可能利用線粒體來延長人類壽命呢？

這很困難。想要用好的線粒體替換壞的線粒體，最簡單的方法就是誘導(dǎo)細(xì)胞水平上的選擇——令線粒體損壞的細(xì)胞死亡，線粒體良好的細(xì)胞存活，讓細(xì)胞保持更新。

吃好 | diehardbrain.blogspot.com

運(yùn)動和飲食對此都有幫助，部分原因是它們可以促進(jìn)細(xì)胞的循環(huán)更替，但這些與抗氧化劑幾乎沒有關(guān)系。吃好、多運(yùn)動的確有益，但這些活動仍然不能令我們的壽命有質(zhì)地延長。