双壳类动物。图片来源：pixabay
这只出生于明朝的蛤蜊寿命长达507年，被认为是可以确定具体年龄的，世界上最长寿的个体动物。它最终为科学“献身”，而这或许可以让人类一窥长寿的秘密。
撰文｜Steven N. Austad
翻译｜孟凡琼审校｜王昱
有一天，我突然接到一通来自威尔士的电话。我记得对方说：“您好，奥斯塔德（Austad）博士。我们是两名海洋生物学家，现在正在研究一种寿命很长的蛤蜊，您愿意和我们合作，一起探究它们是如何做到的吗？”
作为一名研究衰老的生物学家，我最出名的一句话大概是曾经打赌时说的：第一个能活到150岁的人已经出生了。我因此接到过不少恶作剧电话和邮件，有些来自想要长生不老的人，还有的说自己已经知道永生的方法了，只希望我帮他广而告之。所以出于礼貌，我记得我在电话里回答说：“或许可以，但你说的这种蛤蜊，寿命是有多长呢？”“几个世纪。”对方回答道。我把电话拿远了一点，这是一通来自大西洋彼岸的电话，或许我听错了。“抱歉，你刚刚是说几个世纪吗？”“是的，你没听错，几个世纪。”
几个月后，这两位来自英国班戈大学（Bangor University）的科学家坐在了我的办公室里，跟我描述着长寿的双壳类（bivalve）动物。这种动物有一对相连的壳，蛤蜊、牡蛎、扇贝和砗磲都属于此类。我了解到，研究人员可以利用“硬化年代学”（Sclerochronology）测算任意一只蛤蜊的年龄，能具体到它出生的年份。顾名思义，“硬化年代学”就是利用生物的坚硬部分追溯其年代。这个词仿造了“树轮年代学”（Dendrochronology），后者是通过分析树木年轮测定年代的方法。由于水温或食物资源的季节性变化，双壳类动物的壳上每年会形成粗细不一的生长线。如果两只蛤蜊生活的年代有重叠，科学家可以对准它们壳上的这部分生长线，来追溯它们出生和死亡的时间。通过与更久远的壳进行比较，科学家已经追溯到了在公元649年出生的蛤蜊的壳。
双壳类动物的壳上每年会形成粗细不一的生长线。图片来源：pixabay
硬化年代学帮助科学家发现了已知寿命最长的蛤蜊——“明”（Ming）。“明”是一只北极蛤（Arctica islandica），这一物种生活在北大西洋两侧的大陆架上。它们似乎更喜欢较冷的水，很少居住在海水温度超过16°C左右的地方。这只寿命极长的蛤蜊在被发现后，被新闻媒体称为软体动物“明”，因为它出生在1499年，那时是中国明朝。在“明”出生时，达·芬奇刚完成他的名作《最后的晚餐》；哥伦布正在驶向所谓的“新世界”的第三次途中；哥白尼还没发表颠覆性的日心说；而莎士比亚要65年后才会出生。
“明”的贝壳。图片来源：Bangor University
“明”在刚开始与其他蛤蜊类似，漫无目的地在不同的水层间穿梭，最终定居在冰岛北岸80米下的水中。它经历了小冰期的结束，见证了冰岛在几个世纪间从人烟稀少的乡村转变为世界上科技最先进的国家之一，也目睹了科学的崛起，直到科学家在2006年为提取历史信息杀死了它——硬化年代学需要研究双壳类动物的壳横截面，而这只能在壳里的部分被移除后才能进行，“明”的剩余部分最终被埋葬于海底。“明”在为科学牺牲时，已经活了507年。
作为群体，双壳类也许是最长寿的一种动物，其中的许多物种都有活到一百年以上的记录，包括淡水珍珠贻贝（190年）、太平洋潜泥蛤（168年），它也被称为象拔蚌，有着极长的水管，和近些年发现的巨型深海牡蛎，这种牡蛎的壳上并没有生长线，但利用放射性碳的测算方法，科学家认为其年龄达到了500年以上。这些物种长寿的原因一直是个谜，对我来说更是如此。这一现象有很多解释，而每种可能都为长寿的基础提供了令人着迷的线索。解开这个问题可以帮助我们揭示许多动物避开衰老的方式，从双壳类动物到管虫，再到鲨鱼等。而它们的秘密或许能够指导我们，寻找用科学延长人类生命的可能。
在大西洋东北部的北海发现的一只北极蛤，正准备对其生长线进行研究。图片来源：Hannes Grobe/AWI
双壳类动物的长寿有可能得益于它们的自然特征、生活环境、行为模式，或者更有可能是这三者共同的结果。与许多其他长寿的动物类似，双壳类也是变温动物，它们需要从外部环境中吸收热量。变温动物，尤其是生活在较冷的环境中的变温物种，可能回避了衰老的两个关键步骤。一些生物学家认为由于它们无法自己产生热量，因此产生了更少的氧自由基，这些有害的分子是线粒体活动的副产品，一直被认为是衰老的原因之一。另外，双壳类动物的蛋白质错误折叠率或许也更低。（蛋白质需要复杂的折叠才能正常工作，而这种精确的折叠会随着时间丧失，这也可能会导致衰老。）
此外，双壳类新陈代谢率更低，这很有可能会让它们活得更久，而且大多数双壳类动物在成年后会潜伏下来，很少活动。北极蛤的新陈代谢率即使在双壳类中也属于比较低的，是已知生长最慢的物种之一。在低氧水平下，它的存活能力也比其他双壳类动物更强：北极蛤可以降低自己的新陈代谢水平，或许能低至平时的1%，时间长达一周。得益于此，北极蛤可以在无氧状态下生存两个月之久。
在寒冷的环境中生活可以降低氧自由基的产生，减少蛋白质错误折叠，这或许也对某些蛤蜊的长寿起到了关键作用。“明”生活的水温大约就只有6-7℃。在更温暖的水中，北极蛤的寿命似乎会减少。例如，它们在温度更高的波罗的海中似乎活不到50岁，但还不能确定这是水温造成的。有很多其他因素，如注入波罗的海的河流导致海中盐度较低且多变，同时也带来了污染；波罗的海也较浅，平均深度只有55米，这可能会导致海水环境不稳定。在更深的地方，如冷泉（cold ceep）的周围或大西洋的海底可能有未发现的比“明”更长寿的蛤蜊，我们还不能确定。
双壳类动物长寿的另一个可能原因是它们通常有非常安定的生活。一旦你深入海洋的表层以下，那里就是一个相对稳定的居住环境了。下潜越深，意外的环境变化就越少。此外，随着双壳类动物的年龄增长，它们的壳会变大变厚，能够破壳的捕食者也逐渐减少。很多双壳类物种也会将身体的一部分或全部没入海底的污泥中，这使它们愈发安全。
如果这些因素能够解释一些双壳类物种不同寻常的寿命，那么我们可以推测，那些拥有相反特征的物种寿命会更短，甚至是双壳类物种本身也不例外。例如，如果有种双壳类动物生活在温暖、比较浅、不稳定的表层海水中，同时还将自己暴露在危险下，比如通过积极游动（这同时也需要更高的新陈代谢率），那么你可以预测它或许活不长。答案是肯定的，这样的蛤蜊也确实存在：海湾扇贝（bay scallop）就生活在温暖的浅水中，而它们的寿命实际上也只有一到两年。
海湾扇贝的贝壳。图片来源：Hectonichus
不论长寿与否，双壳类动物的一个优点就是可以被带到实验室中进行研究。我和同事已经着手于此有一段时间了。虽然还没能发现它们长达500年的生命秘密，但我们探究了两个现存的理论。
第一，如果抵抗氧自由基的伤害的能力与长寿有关，就像许多科学家相信的那样，那么“明”确实应该得到了很好的保护。我们知道这一点，是因为在一个夏天，我和学生们在美国马萨诸塞州的海洋生物学实验室（MBL）研究了双壳类物种在氧自由基压力下的存活能力。那里附近的渔船卖给了我们一些北极蛤，我们也买了分别能活到100年和20年的蛤蜊，和只有一两年寿命的海湾扇贝。之后，我们往这些蛤蜊的水缸中加入了能产生氧自由基的化学物质并做了记录。结果很惊人：寿命较短的海湾扇贝在两天内就都死亡了；有20年寿命的蛤蜊活到了第五天；100年寿命的蛤蜊在11天后还有一半的存活率；而北极蛤看起来并没有受到影响，甚至在两周后的状态依然很好。我们尝试了其他几种通过不同方式破坏细胞的化学物质，都得到了相似的结果。这些发现佐证了在常规的实验室动物中的发现：寿命更长的动物对氧自由基等有害的生命副产物有更好的耐受性。理解这种耐受性的原理或许可以教会我们如何健康地活得更久。
第二有些出乎意料。虽然蛤蜊没有能被称为大脑的结构，但北极蛤或许对阿尔茨海默病的治疗有着关键的意义。我们想要探究北极蛤是否能更好地防止蛋白质的错误折叠。当蛋白质错误折叠时，它们不仅无法发挥正常的细胞功能，还会变粘而聚在一起。阿尔茨海默病的特征——大脑中常见的斑块和缠结现象，就是一块块粘在一起的错误折叠的蛋白质。我们使用了几种常见的方法，使蛤蜊的液体细胞提取物中的蛋白质发生错误折叠，并在不同寿命（7年、30年、100年和北极蛤）的蛤蜊中进行了对比。结果发现，在我们使用的所有方法中，北极蛤的蛋白质都对错误折叠有极强的抵抗能力，优于所有其他蛤蜊的蛋白质保护机制。实际上，这比我们从类似的人类组织提取物中尝试的任何蛋白质都更好，这也包括导致阿尔茨海默病斑块的蛋白质——β-淀粉样蛋白（A-beta）。
这些发现使我们都感到非常激动。如果可以分离出北极蛤蛋白维护机制中负责抵御错误折叠的分子，那么针对蛋白质错误折叠引发的疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病等，或许我们就可以开发出新的治疗方法。在过去的七年中，我们一直在寻找北极蛤防止蛋白质错误折叠的秘密。虽然还未能找到具体的答案，但我们已经排除了一些可能的原因。我们会继续研究，毕竟在科学中很少存在便捷的途径。
原文链接：https://www.theatlantic.com/science/archive/2022/08/clams-bivalves-long-lifespan-ming/671107/