尼克·萊恩（Nick Lane），倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）進(jìn)化生物化學(xué)家，著有《生命的躍升：40億年演化史上的十大發(fā)明》（Life Ascending: The Ten Great Inventions of Evolution）一書，該書在2010年榮獲英國(guó)科學(xué)類書籍的最高獎(jiǎng)項(xiàng)——英國(guó)皇家學(xué)會(huì)科學(xué)圖書獎(jiǎng)。

2015年，萊恩的另一本著作《至關(guān)重要的問題：為什么生命會(huì)是這個(gè)樣子？》（The Vital Question: Why Is Life the Way It Is?）出版。該書一經(jīng)面世便廣受贊譽(yù)，被評(píng)論為“改變了游戲規(guī)則”、“充滿大膽而重要的想法”。萊恩在書中提出了一個(gè)復(fù)雜的新模型，展現(xiàn)了生命如何有可能藉深海熱泉的化學(xué)能誕生于世。

比爾·蓋茨（Bill Gates）評(píng)價(jià)道，《至關(guān)重要的問題》是“對(duì)生命起源的一次精彩探究”。

尼克·萊恩思考和嘗試解決的，都是有關(guān)生命的大問題：

生命是如何起源的？

它又是如何存續(xù)的？

為什么我們會(huì)衰老和死亡？

為什么我們要有性行為？

通常人們會(huì)把這些謎題看成進(jìn)化遺傳學(xué)的問題，但萊恩堅(jiān)持認(rèn)為，我們的基本生物化學(xué)機(jī)制（尤其是活細(xì)胞產(chǎn)生能量的機(jī)制）可能影響、甚至決定了上述生命現(xiàn)象。

主流的進(jìn)化學(xué)說認(rèn)為，基因會(huì)為繁殖和生存而相互競(jìng)爭(zhēng)。而萊恩嘗試構(gòu)建的進(jìn)化理論，以補(bǔ)充或取代現(xiàn)有的主流理論。

他認(rèn)為，“能量限制”是我們充分理解進(jìn)化史上出現(xiàn)重大變化的原因，比如真核細(xì)胞（我們身上的細(xì)胞就屬于真核細(xì)胞）這種復(fù)雜細(xì)胞的出現(xiàn)以及多細(xì)胞生命形式的興起。

一切都在于能量。尼克·萊恩認(rèn)為長(zhǎng)壽的秘訣藏在線粒體中。

科學(xué)雜志Nautilus在萊恩倫敦的實(shí)驗(yàn)室中對(duì)他進(jìn)行了采訪，并詢問了他關(guān)于衰老、性和死亡的看法。以下是采訪的部分精彩內(nèi)容：

性與死亡密切相關(guān)

在你的著作《能量、性、自殺》（Power, Sex, Suicide）中，你問到，“對(duì)性的欲求是以死亡為代價(jià)的，這是從何時(shí)開始的？為什么？”這個(gè)問題是什么意思？

性是隨著復(fù)雜細(xì)胞的進(jìn)化而出現(xiàn)的。

如果我們?nèi)タ醇?xì)菌，它們就不存在我們所知的那種性行為。它們會(huì)做類似的事情，也就是交換基因，而這正是性行為的根本意義。只不過，復(fù)雜的真核細(xì)胞生物（包括人類、植物和真菌等）通過另一種方式將基因重新組合。

但實(shí)際上我們搞不清在真核細(xì)胞這種龐大復(fù)雜細(xì)胞群體在進(jìn)化中出現(xiàn)性行為的優(yōu)勢(shì)是什么。同時(shí)，性也與死亡緊密相關(guān)。我們?cè)绞菍①Y源集中在繁衍后代上，我們?cè)谶M(jìn)化方面的表現(xiàn)就越好。但如果我們把所有資源都用在繁衍上，那讓我們自身延續(xù)生命的資源就所剩無幾了。

所以從進(jìn)化的角度來看，我放棄了能讓自己活得更長(zhǎng)久的資源，這是有意在縮短自己的生命。生存是有代價(jià)的；做任何事都需要付出代價(jià)。

你說的“性與死亡密切相關(guān)”是什么意思？

這里所說的死亡是指細(xì)胞程序性死亡的特定過程，它受基因控制，會(huì)消耗能量，而且是刻意為之。受損的細(xì)胞會(huì)自殺，并由干細(xì)胞生成的新細(xì)胞取代。而在個(gè)體層面上，性行為通過重組基因?qū)嶋H在做同樣的事。

從自然選擇的角度來看，這樣做的目的就在于增加個(gè)體之間的差異。性行為能夠增加種群內(nèi)的多樣性，從而獲得自然選擇上的優(yōu)勢(shì)。自然選擇所要求的個(gè)體差異又來自于性，來自于一個(gè)人能留下多少子孫后代。久而久之自然選擇產(chǎn)生的結(jié)果是：少數(shù)男性留下了比同類多得多的孩子。

你的意思是，有些男性表現(xiàn)好，有些則表現(xiàn)差？

沒錯(cuò)，在自然選擇的層面上，性行為所做的就是讓最優(yōu)良的基因留下盡可能多的副本，種群內(nèi)會(huì)有一些非?！坝行А钡哪行院鸵恍┫鄬?duì)“無效”的男性，自然選擇把機(jī)會(huì)給了那些更“有效”的男性。

這對(duì)被淘汰的個(gè)體是悲劇，但從進(jìn)化的角度卻是人類的福音。

你將生命的能量過程一直追溯到線粒體上，那么它從何而來？

它們是混入其他細(xì)胞的細(xì)菌。雖然學(xué)界仍在爭(zhēng)論線粒體的原始面貌如何，但我們幾乎可以肯定，它是一種相當(dāng)簡(jiǎn)單的細(xì)胞。經(jīng)過演化，線粒體變成了我們細(xì)胞的能量工廠，我們生存所需的全部能量都來自線粒體。

這跟衰老有什么關(guān)系？

生存是有代價(jià)的；做任何事都需要付出代價(jià)。從某種程度上說，代價(jià)的大小取決于生活節(jié)奏的快慢。新陳代謝率（即我們攝入氧氣和消化食物的速率）和壽命長(zhǎng)短之間存在著很強(qiáng)的相關(guān)性。

在環(huán)境適宜時(shí)，我們會(huì)將大部分資源用于性成熟的過程。這種關(guān)系不僅僅存在于人類或者動(dòng)物，植物也是如此。

但如果環(huán)境惡劣，比如遇到了饑荒，我們就會(huì)轉(zhuǎn)而把重心從性行為、合成蛋白質(zhì)以及長(zhǎng)身體轉(zhuǎn)移到生存，等待困難時(shí)期結(jié)束。

在過去十多年的時(shí)間里，這種基因開關(guān)一直是大多數(shù)衰老研究工作的焦點(diǎn)。它并不完全跟代謝率有關(guān)，而是和我們分配資源的方式有關(guān)。我們分配資源的重點(diǎn)要么放在性行為上，要么放在生存上。

對(duì)非常簡(jiǎn)單的生物來說，各種基因突變可以讓它們的壽命增加一倍或兩倍，但對(duì)我們這樣復(fù)雜的生物來說就很難做到了。

人類如何才能長(zhǎng)壽？

我們總是希望延長(zhǎng)自己的壽命。那么，最佳的策略是什么呢？一些研究表明，限制哺乳動(dòng)物攝入熱量似乎能夠顯著延長(zhǎng)壽命，這在人類身上也能奏效嗎？

這很不好說。

科學(xué)家曾在恒河猴身上做過持續(xù)數(shù)十年的長(zhǎng)期研究，而得到的結(jié)果卻是相互矛盾的。

有些結(jié)果表明，這種方法效果很好，能夠?qū)勖娱L(zhǎng)30-40%。而另一些結(jié)果則表明，讓實(shí)驗(yàn)對(duì)照組的猴子隨心所欲大吃特吃實(shí)際上對(duì)身體不利，因此它們的壽命并不能作為正常水平來對(duì)照參考，所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在很多的不確定性。

此外，大多數(shù)人也不愿意減少40%的食物攝入。

倒是有些人真的這樣做了，也沒有證據(jù)表明他們就因此長(zhǎng)壽了。我還聽說有人因此患上了骨質(zhì)疏松癥，摔一跤就骨折了。所以，這種方法是有副作用的。

那么，人類究竟如何才能長(zhǎng)壽呢？

從進(jìn)化的角度來看，你會(huì)得到一個(gè)令人震驚的結(jié)論：壽命幾乎不存在上限。

比如生活在小島上的負(fù)鼠，如果沒有天敵，它們就會(huì)在繁衍五、六代之后將壽命延長(zhǎng)一倍。

如果我們從鳥類的代謝率進(jìn)行推斷，那么它們的壽命應(yīng)該要比實(shí)際短得多。鴿子的壽命在30年左右，而基于它們的高代謝率和體型大小推斷，它們的壽命應(yīng)該只有3-4年，實(shí)際是預(yù)期的10倍。

我們有充分的理由認(rèn)為，鴿子之所以如此長(zhǎng)壽，在于它們有著很強(qiáng)的有氧代謝能力；換句話說，它們會(huì)飛。飛行需要付出巨大的代謝成本，因此鴿子的線粒體也足夠強(qiáng)大。而所謂的優(yōu)質(zhì)線粒體很少釋出自由基，這似乎就是鴿子能活這么久的原因之一。

自由基和長(zhǎng)壽引出了很多話題，特別是在飲食方面，比如我們應(yīng)該多吃富含抗氧化劑的食物來吸收自由基，從而活得更長(zhǎng)。關(guān)于自由基，我們應(yīng)該了解哪些？

自由基引發(fā)衰老的理論發(fā)端于50、60年前，這種理論認(rèn)為線粒體會(huì)產(chǎn)生一種被稱為自由基的活性氧化物；我們吸入的一部分氧氣會(huì)以活性自由基的形式釋放出去，對(duì)DNA、蛋白質(zhì)和基因造成破壞，或者是損傷細(xì)胞膜本身；隨著時(shí)間的推移，這些損傷會(huì)逐漸累積，直至發(fā)生所謂的“差誤災(zāi)難”，導(dǎo)致細(xì)胞無法存活下去。在過去的幾十年里，最初提出的理論已被逐步推翻。

還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，服用大量抗氧化補(bǔ)充劑可以免受衰老相關(guān)疾?。òò┌Y和癡呆癥）的困擾，這個(gè)觀點(diǎn)也被推翻了?？茖W(xué)家已經(jīng)做了大量研究赫爾數(shù)據(jù)分析。結(jié)果顯示，攝入大量抗氧化劑反而有可能讓人死得更快。

如果氧化自由基確實(shí)會(huì)損傷我們的細(xì)胞，為什么抗氧化劑不起作用呢？

有一個(gè)合理且被普遍接受的原因：它們會(huì)干擾信號(hào)傳遞。

我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，自由基可以發(fā)出信號(hào)讓細(xì)胞進(jìn)入應(yīng)激狀態(tài)。細(xì)胞有各種各樣微妙的特質(zhì)，但如果哪里出了問題，這些特質(zhì)就會(huì)充當(dāng)起“煙霧探測(cè)器”，細(xì)胞能夠探測(cè)到這些“煙霧”并做出相應(yīng)的反應(yīng)。細(xì)胞中的“煙霧探測(cè)器”能夠引發(fā)應(yīng)激反應(yīng)，繼而改變各種基因的表達(dá)，從而對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)作用。

抗氧化劑實(shí)際上是將“煙霧探測(cè)器”禁用了，這可不是一件好事。因此，更多的自由基往往能夠引發(fā)一種具有保護(hù)作用的應(yīng)激反應(yīng)，這些反應(yīng)能讓細(xì)胞準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)威脅，從而存活更長(zhǎng)的時(shí)間。攝入抗氧化劑來干擾這種信號(hào)傳遞，那真的起不到什么幫助作用。

如果鴿子的壽命能夠比基于其代謝率計(jì)算的預(yù)期值長(zhǎng)10倍，是否意味著我們?nèi)祟愐部梢宰龅剑?/strong>

就人類來說，我們受到了大腦的限制。如果我們可以在自己活著的時(shí)候替換所有的身體細(xì)胞和組織，那么我們可以活多久應(yīng)該就不存在限制了。但如果我們把自己的神經(jīng)元替換掉，那在這個(gè)過程中，我們就是在重寫自己的經(jīng)歷，我們也就不再是我們自己了。

我想神經(jīng)元壽命上限（120年左右）才是人類壽命的真正限制。我們要怎樣才能防止大腦隨著年齡增長(zhǎng)而流失質(zhì)量、斷開神經(jīng)元連接以及失去為我們存儲(chǔ)記憶和經(jīng)歷的神經(jīng)元突觸呢？

如果我們能夠讓神經(jīng)元再生，替換掉那些受損的神經(jīng)元，它們是否會(huì)處在初始的狀態(tài)，可以被銘刻上新的經(jīng)歷？或者它們是否會(huì)融入現(xiàn)有的神經(jīng)通路？另外，我們討論神經(jīng)元再生涉及的是哪些腦區(qū)？哪些跟記憶相關(guān)？哪些跟認(rèn)知處理相關(guān)？

我們還不清楚神經(jīng)元和記憶的準(zhǔn)確關(guān)系，單個(gè)神經(jīng)元就可能擁有10,000個(gè)突觸連接，它們構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但單個(gè)神經(jīng)元不會(huì)被銘刻上記憶。因?yàn)槿绻鎯?chǔ)記憶的是突觸連接，那么一個(gè)新生成的神經(jīng)元要怎樣重建所有那些連接呢？

替換神經(jīng)元還存在其他一些有趣的問題。

例如，我們可以把皮膚細(xì)胞培養(yǎng)和改造，使它變成干細(xì)胞，隨后，我們可以誘導(dǎo)這個(gè)干細(xì)胞分化成神經(jīng)元，并用它來替換大腦中死亡的神經(jīng)元。假設(shè)這個(gè)新的神經(jīng)元能夠成功建立正確的連接，那么一個(gè)重要的問題是：它的線粒體會(huì)怎樣？

當(dāng)我們改造皮膚細(xì)胞時(shí)，它的線粒體會(huì)恢復(fù)到在干細(xì)胞時(shí)的狀態(tài)：它的外形會(huì)變圓，并失去電荷。但我們還不知道其中的DNA發(fā)生了什么變化，它會(huì)保留著在作為皮膚細(xì)胞時(shí)所遭受的損傷嗎，還是以某種方式抹除掉了？如果它仍然保留著損傷，那么新生成的閃亮神經(jīng)元可能只是金玉其外，會(huì)像廉價(jià)的塑料復(fù)制品那樣很快失靈。

如何利用線粒體的特性延長(zhǎng)人類壽命？

又慢又穩(wěn)

你在《能量、性、死亡》一書中寫道：“要延長(zhǎng)壽命以及擺脫老年疾病，我們將需要更多的線粒體。”為什么我們需要更多呢？

如果我們只考慮壽命的長(zhǎng)短，那么可以看一看陸龜，它們的壽命非常長(zhǎng)，原因在于它們的新陳代謝率極低；由于它們根本不怎么動(dòng)，所以長(zhǎng)壽僅僅是因?yàn)樗鼈兊募?xì)胞很少處在應(yīng)激狀態(tài)。

而鳥類處在另一個(gè)極端，它們的代謝率比我們還高，擁有很高的體溫，需要消耗更多的氧氣，但它們的壽命卻長(zhǎng)于同等體型和同等代謝率的哺乳動(dòng)物。這似乎是因?yàn)轼B類擁有大量高質(zhì)量的線粒體，因此它們得以提升整個(gè)系統(tǒng)的功能。

因此，壽命長(zhǎng)短跟代謝率之間的關(guān)系構(gòu)成了一個(gè)近乎U形的曲線，我發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)真的很有趣。

在這條曲線上，我們?nèi)祟愄幵谑裁次恢茫?/strong>

我們處在曲線的中間位置。就體重來說，無論是相對(duì)于鳥類還是爬行動(dòng)物，我們的壽命都相對(duì)較短，因?yàn)槲覀兊拇x率相當(dāng)高，但我們卻沒有鳥類那種高質(zhì)量的線粒體。

這有一部分是個(gè)體線粒體質(zhì)量的問題，還有一部分是線粒體數(shù)量的問題。

舉例來說，人體肝臟細(xì)胞中的線粒體數(shù)量是陸龜?shù)?0倍。所以，這似乎意味著生物進(jìn)化出較高的有氧代謝能力能夠延長(zhǎng)壽命（至少我是這樣看的，雖然這個(gè)觀點(diǎn)沒有得到驗(yàn)證）。

現(xiàn)在，我們?nèi)祟惖膲勖却笮尚苫蚝谛尚砷L(zhǎng)得多。在早期人類的進(jìn)化中，我們似乎經(jīng)歷一個(gè)增強(qiáng)有氧代謝能力和耐力的階段。這也許和我們的祖先在非洲平原追逐瞪羚或其他一些事有關(guān)。

從進(jìn)化的角度看，（人類）有氧代謝能力的增強(qiáng)是在何時(shí)發(fā)生的，我們知道嗎？

我想是在100萬年前而非幾十萬年前。發(fā)生的時(shí)間比人們想象的要早。

讓我們更深入地探討復(fù)雜細(xì)胞的進(jìn)化，你能多講講細(xì)菌和宿主細(xì)胞的早期結(jié)合嗎？

我們還不能確定捕獲細(xì)菌的是哪種宿主細(xì)胞，以及被捕獲的又是哪種細(xì)菌。

不過，大量的證據(jù)指向了一個(gè)事實(shí)：宿主細(xì)胞是一種類似于細(xì)菌的簡(jiǎn)單細(xì)胞，名為古核細(xì)胞。

它沒有儲(chǔ)存DNA的細(xì)胞核，不存在有性生殖，也不會(huì)四處游走去吞噬其他細(xì)胞。在機(jī)緣巧合之下，一個(gè)細(xì)菌進(jìn)入到它的體內(nèi)，變成了線粒體。

也就是說有兩個(gè)非常簡(jiǎn)單的細(xì)胞，一個(gè)進(jìn)入了另一個(gè)的體內(nèi)。真核細(xì)胞（即我們自己的復(fù)雜細(xì)胞）的所有特征和多樣性都是在這種相互作用的背景下產(chǎn)生的。這意味著，線粒體（它經(jīng)常僅僅被視為細(xì)胞的能量工廠）一直是生命所有這些復(fù)雜性進(jìn)化的原因，而且是一切的核心。

這么說來，我們僅僅把線粒體視為能量來源，是小看它了？

嗯，如果我們考慮長(zhǎng)壽的問題，就不能只把線粒體看成是細(xì)胞的能量工廠，還要認(rèn)識(shí)到它是促成所有生命復(fù)雜性進(jìn)化并仍然具有核心影響的關(guān)鍵因素。

不論是細(xì)胞的自我復(fù)制、分裂，還是死亡，線粒體都在其中扮演著必不可少的角色。

那么，科學(xué)家要如何利用線粒體的特性來延長(zhǎng)人類壽命呢？

這件事很難。

用優(yōu)質(zhì)線粒體替換劣質(zhì)線粒體，最簡(jiǎn)單的方法是在細(xì)胞層面誘導(dǎo)機(jī)體進(jìn)行選擇：淘汰擁有劣質(zhì)線粒體的細(xì)胞，保留擁有優(yōu)質(zhì)線粒體的細(xì)胞。

所以，你要做的第一件事情是細(xì)胞更新。運(yùn)動(dòng)和鍛煉，甚至良好的飲食是有益的：水果和蔬菜對(duì)我們有好處，部分原因是它們含有能夠刺激細(xì)胞更新的元素，與抗氧化劑沒什么關(guān)系。

所以，“吃得好，多運(yùn)動(dòng)”這句老話說的沒錯(cuò)，但這無助于我們進(jìn)一步延長(zhǎng)壽命。

如果細(xì)胞得不到更新，細(xì)胞層面的選擇無法進(jìn)行，劣質(zhì)的線粒體就會(huì)出現(xiàn)增殖。在我們年齡增長(zhǎng)時(shí)，在我們罹患各種疾病時(shí)，這種情況非常容易出現(xiàn)——劣質(zhì)線粒體不斷增殖，而優(yōu)質(zhì)線粒體則被犧牲掉了。隨著線粒體突變體越來越多，心肌纖維（不易被替換）就會(huì)受損。

大腦也是我們長(zhǎng)壽道路上的難點(diǎn)，但線粒體移植或許能夠提供解決問題的線索。

有一個(gè)問題我思考了很長(zhǎng)時(shí)間：神經(jīng)元是如何依靠在出生時(shí)獲得的線粒體存活120年的？

實(shí)際并不是這樣，研究發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞可以通過細(xì)小的連接細(xì)絲向神經(jīng)元傳送線粒體。這聽起來像是科幻小說中的情景，但如果干細(xì)胞可以向鄰近的神經(jīng)元傳送嶄新的線粒體，那幾乎就相當(dāng)于為其注入新的生命。

我們要做的，不是直接替換神經(jīng)元，而是想辦法重新激活干細(xì)胞。雖然做起來并不容易，但也許是最好的方法。