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絕經(jīng)與更年期的進(jìn)化之謎

 格_裂 2022-09-08 發(fā)布于遼寧

利維坦按:


在這個星球上,人類并非是唯一具有更年期(絕經(jīng)期)的生物,比如短鰭領(lǐng)航鯨和逆戟鯨雌性也有更年期,只不過,大多數(shù)雌性哺乳動物都不存在“生殖后期生命”——它們壽終正寢之時,也基本就是其停止繁育之時。

多年來,科學(xué)界一直對女性存在更年期這一現(xiàn)象十分困惑:既然50歲左右女性絕經(jīng)后已經(jīng)無法生育,那么,從演化的角度來看,后續(xù)幾十年的存活時間——這種自然選擇的深層原因究竟是什么呢?

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“認(rèn)清自己”是一個極好的想法。這是銘刻在阿波羅神廟上的德爾斐神諭之一,與“活水不腐(certainty brings insanity)”和“過猶不及(nothing to excess)”齊名。這一認(rèn)知很可能始于一個進(jìn)化難題:更年期。

奇怪的是,在人類生殖領(lǐng)域,自然選擇似乎把“過猶不及”始終牢刻于心。除短鰭領(lǐng)航鯨和亞洲象外,極少有哺乳動物經(jīng)歷過延壽之類的事情,在此期間,它們依然存活,但卻不再繁殖。

除人類之外,其他哺乳動物只要一息尚存,就不會停止排卵。


繁殖是通往成功進(jìn)化的必由之路,這便產(chǎn)生了一個生物學(xué)謎題:到了50歲左右,女性便會停止排卵,而在更年期到來之時,女性通常還有幾十年的壽命。男性則會一直產(chǎn)生精子(盡管數(shù)量越來越少,存活率越來越低),直到80歲甚至90歲。

對于女性來說,這并不意味著自身不再產(chǎn)生卵子,因為自出生起,每名女性所能產(chǎn)生的卵子數(shù)量就已成定局,只是每顆卵子都在等待成熟與釋放。由此,絕經(jīng)的“機理”就很好理解了,這是由內(nèi)分泌激素、尤其是雌激素的急劇減少引起的。





雌性非洲象會一直繁殖到60多歲,藍(lán)鯨則會繁殖到90多歲。



但是,為什么人類的選擇傾向于這種迅速而必然的衰退,導(dǎo)致女性的內(nèi)分泌機制在衰退時失效呢?深層的進(jìn)化原因是什么?

如果你熱衷于探究神秘故事,這定會讓你快心遂意。馬克·吐溫指出,戒煙很容易,然而他已經(jīng)試過幾百次了。想解釋更年期也很容易,有許多假設(shè)可供參考,還不到100個呢。人們將現(xiàn)在居于主流地位的假說稱作祖母假說(grandmother hypothesis)。2016年,我在《鸚鵡螺》(Nautilus)中首次提出了這一假說,另有兩項新研究進(jìn)一步證實了這一假說。

(nautil.us/what-good-is-grandma-4662/)

人類學(xué)家拉齊爾·戴維森(Raziel Davison)和邁克爾·古文(Michael Gurven)在《美國國家科學(xué)院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上發(fā)表了一篇論文,研究了野生黑猩猩、人類狩獵采集者和園藝學(xué)家是如何覓食和分享食物的,其中強調(diào)了“長者的重要性”。

(www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2200073119)



他們發(fā)現(xiàn),“在狩獵采集者典型、復(fù)雜、高技能的覓食生態(tài)位中,食物和信息的代際轉(zhuǎn)移可以延長壽命。”一組來自加州大學(xué)圣地亞哥分校和普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家,在博士后研究員舒德施娜·薩哈(Sudeshna Saha)的牽頭下,于《分子生物學(xué)與進(jìn)化》(Molecular Biology and Evolution)上發(fā)表了一篇論文,表明祖母假說很可能是某些基因進(jìn)化的重要驅(qū)動力,這些基因有助于免疫系統(tǒng)保持健康,以及抵抗隨著年齡的增長而出現(xiàn)的認(rèn)知衰退。

(academic.oup.com/mbe/article/39/8/msac151/6637508)


我們沒有理由認(rèn)為年齡和繁殖一定是水火不容的。雌性非洲象會一直繁殖到60多歲,藍(lán)鯨會繁殖到90多歲。如果女性在50多歲、60多歲或70多歲有生殖回報,那請放心,她們會在其黃金年齡排卵,但事實并非如此。那么,更年期也許只是我們壽命延長的一個附帶結(jié)果

簡言之,這種現(xiàn)象是否可能是一種變異,而不是一種進(jìn)化適應(yīng)?我們的生殖機能和史前人類一樣,而那時人們壽命遠(yuǎn)不如今日?畢竟,如果我們的祖先大多在50歲之前就去世了,致使我們的身體尚未進(jìn)化到可以有效利用更年期后的幾十年壽命,也就不足為奇了。

然而,一個不容小覷的問題出現(xiàn)在我們面前:即使在史前時代,許多人都能活到60歲以上。那時候平均壽命較短,并非由于人們壽命不夠長,而是在于嬰幼兒死亡率過高。例如,每有一個活到75歲的人,就有新生兒夭折,那么他們的“平均壽命”就是25歲,這是目前人們對早期人類壽命的估計。

如今,那些20歲以上非技術(shù)狩獵采集者絕經(jīng)后預(yù)計還可以再活20年。那么,為什么他們——以及我們——不再繼續(xù)繁殖呢?



或許,高齡女性的身體根本無法承受懷孕和哺乳的嚴(yán)酷考驗。輔助生殖技術(shù)現(xiàn)已可以幫助50多歲甚至60多歲的婦女維持妊娠狀態(tài),并生育健康嬰兒。很顯然,那些與女性相關(guān)的醫(yī)療設(shè)施可以幫助女性實現(xiàn)高齡得子的愿望。與此相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)及“復(fù)利魔力”( magic of compound interest,復(fù)利是一種計算利息的方法。只要計算利息的周期越密,財富增長越快,而隨著年期越長,復(fù)利效應(yīng)亦會越為明顯。編者注),進(jìn)一步表明了自然選擇應(yīng)該會偏愛任何嘗試過繁育的個體,即便只有部分人成功繁育,那也會對后代做出不成比例的貢獻(xiàn)。

此外,如果更年期只是壽命延長在生物學(xué)上的必然結(jié)果,是現(xiàn)代科技幫助我們存活超過正常生存年限的偶然結(jié)果,那么,為什么只有女性生殖系統(tǒng)停滯不前了呢?為什么腎臟、心臟或肝臟等臟器依舊如舊?人入老年,身衰體弱,單從這方面來看,進(jìn)化理論認(rèn)為所有生理系統(tǒng)大概都會在同一時間停止運作。一旦其中某一系統(tǒng)失活,自然選擇機制便會失效,以保證其他生理系統(tǒng)正常運作。

值得注意的是,并非所有人都在更年期失去生育能力,但女性尤其如此。男性更年期更是撲朔迷離,當(dāng)然,他們不像女性那樣具有明確的生物學(xué)特異性(biological specificity)。盡管男性的生育能力會隨年齡的增長而不斷衰減,但其老化速度與其他器官系統(tǒng)幾乎無異,而女性(并且只有女性)會隨著年齡增長失去生育能力。



聊聊真正具有競爭力的對手理論——謹(jǐn)慎母親假說(prudent-mother hypothesis)。

女性會懷孕、分娩和哺乳,生育成本完全由她們承擔(dān)。產(chǎn)婦死亡率之高,不禁令人擔(dān)憂?!案赣H因生育而亡”這句話似乎是聞所未聞。此外,隨著年齡增長,高齡女性的生命力會變得比年輕女性更弱,身體也更加易感。鑒于此,在某種程度上,高齡女性停止生育也就不足為奇了。




甚至在史前時代,許多人都能活到60歲以上。



然而,兩難的問題仍然存在:如果女性一直繁育或試圖一直繁育,直至生命的最后一刻,這又和自然選擇有什么關(guān)聯(lián)呢?畢竟,這正是其他物種一生所行之事,直至到燈枯油盡。

也許可以這么推測:出于某種機制,到達(dá)一定年齡后不再生育的女性,擁有其基因的后代,比那些繼續(xù)生育的女性后代更多。繁殖就像打撲克一樣,我們要做的是(在生育時)最大化自己的健康程度,而非把底牌一直留在手上——成功押注一個人的生殖潛力是有回報的。



然而,賭注太高勢必付出代價。簡·古道爾(Jane Goodall)所研究的著名黑猩猩女族長弗洛(Flo)就是例證。黑猩猩沒有更年期,而弗洛一直繁殖,直至高齡。她努力照顧最后的兩個孩子,卻最終導(dǎo)致兩個孩子死亡,自己也因此走向死亡。

另一方面,過度謹(jǐn)慎和押注過低并非最優(yōu)之選——也就是說,過早停止生育,低估了自己的生育能力。你得知道什么時候該出手,什么時候該收手。“謹(jǐn)慎母親假說”認(rèn)為,更年期的作用,就是提醒女性何時該收手(停止生育),但除更年期外,仍有其他方式來擔(dān)此重任。
一般來說,一名女性更年期開始的時間,大約是這名女性的孩子(約20歲)有望成為父母的時候。也就是說,更年期會在這名女性即將成為祖母之時到來。該假說認(rèn)為,在生育成本不斷上升之際,中年女性應(yīng)停止生育,這可能也會解放自己,無需再為孫輩繁榮大業(yè)做貢獻(xiàn),也無需再為自己基因鋪路。


在地球上,我們的祖父母,尤其是祖母,都會參與到育兒過程中。最關(guān)鍵的是,那些參與進(jìn)來的人通常會比那些沒有參與育兒的人擁有更多的孫輩。祖母假說并不排斥母親只生一個孩子,并對其悉心照料,因為一旦一個母親不再被她自己孩子拖累,她就會轉(zhuǎn)而去照顧自己孩子的孩子,這在人類進(jìn)化過程上自有其意義所在:每個孫輩都有25%的可能性攜帶她的某一基因。

我們?nèi)祟惖挠啄暌蕾嚻谝部赡芘c此有關(guān),父母以外的其他人也同樣會對我們進(jìn)行照料,而我們的需求也會給他們帶來好處。人類學(xué)家薩拉·赫迪(Sarah Hrdy)提出,人類很可能是從大范圍合作繁殖的環(huán)境中進(jìn)化而來的。因此,祖母在生物學(xué)上更具育兒優(yōu)勢,更適合育兒,這是其他角色無可比擬的。

赫迪講述了一只特別的葉猴“老索爾”,它已經(jīng)停止了生育,因而在某種意義上,它可能是進(jìn)入了準(zhǔn)更年期(quasi-menopausal)。當(dāng)一只陌生的成年雄性葉猴入侵葉猴種群并試圖殺害幼崽時,索爾傷心欲絕。赫迪寫道:

索爾不斷沖向這只體重幾乎是自己兩倍、牙尖齒利的雄性葉猴,用身體擋在自己的幼崽之前。當(dāng)這名屠嬰葉猴咬住幼崽,用嘴銜著它逃跑時,索爾拼命追趕這名不速之客,把受傷的幼崽搶了回來。一位患關(guān)節(jié)炎的老年雌性葉猴,隨著年齡的增長而被邊緣化,這一點也不令人奇怪。更讓人好奇的是,索爾從垂垂老矣到不懼艱難、舍命護子的轉(zhuǎn)變。
這并沒有削弱索爾的勇氣,反而證明了,通過保護年輕一代(其中一些很可能是它自己的孫輩),索爾和其他勇敢的祖母在努力為后生殖時期的自己找尋存在價值,或者換句話說,它們的基因傳遞大業(yè)有了回報。

人類學(xué)家克里斯汀·霍克斯(Kristen Hawkes)和她的同事們研究發(fā)現(xiàn),在坦桑尼亞的現(xiàn)代狩獵采集者哈德扎人(Hadza)中,男性負(fù)責(zé)狩獵,女性負(fù)責(zé)采集和覓食,精力最充沛、生產(chǎn)效率最高的正是絕經(jīng)后的女人。哈德扎人中,祖母們會把食物分給孩子和孫子,這些后輩的體重,與祖母采集食物所付出努力息息相關(guān)。無論多么健康與勤勞,一位年輕母親在照顧嬰兒時也必然有限,故祖母這一角色便至關(guān)重要。

(www.jstor.org/stable/10.1086/204646)

合作繁殖(cooperative breeding)這一專業(yè)術(shù)語是“替代父母行為”(alloparenting,allo=other)的意思,然而,現(xiàn)代西方社會的“核心家庭”會使祖父母有時很難參與到育兒過程中,這種行為會為我們的社會學(xué)和生物學(xué)做出重要貢獻(xiàn),這一點亙古不變。該行為在進(jìn)化中的重要意義,值得我們停下來思考。

至于這一行為有多重要,我們不得而知。但是,兢兢業(yè)業(yè)、不辭辛勞的祖母為孫輩們?nèi)〉贸晒ψ龀隽酥匾暙I(xiàn),人類學(xué)家在研究其他人類群體時,已證實這一基本模式。這一切都使得祖母們愈發(fā)可能將她們的非生育狀態(tài)歸因于她們因此得到的補償——基因成功傳遞下去。

簡而言之,那些生育說“不”的女性,很可能是在對她們的基因說“是”。





我們可以得出結(jié)論,古往今來,進(jìn)化都知道自己在做什么。



另一個受人們廣泛認(rèn)可的進(jìn)化原理阻礙著“祖母假說”的發(fā)展,該原理可以解釋為何身體機能會隨著年齡增長而退化:某種生物一旦達(dá)到了不生育的狀態(tài)(無論出于什么原因),自然選擇便會將其拋之棄之,因此,這可能會導(dǎo)致老年生命體變得虛弱易感。如果將該原理套用到我們身上,這應(yīng)該是對后生殖時期生存狀態(tài)的打擊。

在戴維森和邁克爾·古文的研究中,他們收集了大量關(guān)于黑猩猩和不同人類群體的數(shù)據(jù),并由研究人員將其輸入計算機模型,發(fā)現(xiàn)了“覓食生態(tài)在塑造人類生活史進(jìn)化中的作用”。尤其值得一提的是,他們能夠評估絕經(jīng)后的人類祖母及其基因能從哺育孫輩這一行為中獲得多少益處。這一發(fā)現(xiàn)表明,祖母可以平衡,甚至克服進(jìn)化壓力,不然這些壓力將不利于絕經(jīng)女性生存。

這些結(jié)果表明,這種進(jìn)化回報可以掩蓋那些可能導(dǎo)致非生殖個體身體迅速惡化的壓力。更年期的神秘之處在于,女性在絕經(jīng)后可能還會健康生活幾十年。現(xiàn)在看來,祖母用合作繁殖來換取絕經(jīng)后幾十年的健康生活,是相當(dāng)合理的。祖母不僅受益于帶有其基因的后代,這種回報也有利于自身身體健康,因為在這個垂垂老矣之時,她們的身體狀況可能會比其他時期惡化得更快。

戴維森和邁克爾·古文在發(fā)表他們研究結(jié)果的同時,加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究小組通過微調(diào)遺傳分析(fine-tuned genetic analysis),表明人類所擁有的DNA片段一定程度上抑制了老年時認(rèn)知能力的下降。因此,進(jìn)化不僅有助于祖母保持身體健康,還有助于思想保持活躍、不愚鈍。這些結(jié)果交織在一起,有力地印證了祖母假說:一個停止繁育的祖母不僅能夠通過照顧孫輩而在進(jìn)化上取得成功,而且這種成功有助于使她那年邁的軀體保持健康與活力。

當(dāng)然,并不是所有女性都成為了祖母,在那些已經(jīng)為人祖母的女性中,亦非所有人都會積極地為孫輩們的幸福做出貢獻(xiàn),這種現(xiàn)象在現(xiàn)代西方國家尤然明顯,兩代人往往相隔甚遠(yuǎn)、少有往來。然而,情況可能是,在人類絕大數(shù)的進(jìn)化過程中,祖母都起到了十分突出的作用,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于目前讓女性節(jié)育的做法。


另一個原因也印證了祖母假說。人類出生時頭部的大小受母體產(chǎn)道大小的限制。因此,人類比許多其他哺乳動物出生時發(fā)育階段更早,頭部和大腦相對較小。因此,大腦發(fā)育需要延長童年期。在嬰兒的二次發(fā)育過程種,祖母便體現(xiàn)了自己作用:確保孩子及其大腦健康發(fā)育。從長遠(yuǎn)來看,祖母為我們進(jìn)化成現(xiàn)代人類奠定了基礎(chǔ)。

綜合考慮,祖母假說現(xiàn)在看起來相當(dāng)可靠。女性并不總是喜愛更年期,一部分原因在于,更年期通常伴隨著嚴(yán)重的副作用。然而,目前我們可以得出這樣的結(jié)論:進(jìn)化讓女性在達(dá)到某個年齡后停止排卵,和往常一樣,進(jìn)化知道自己在做什么。



文/David P. Barash

譯/Zhao Hang

校對/芝麻塞牙縫兒

原文/nautil.us/the-evolutionary-mystery-of-menopause-22825/

本文基于創(chuàng)作共享協(xié)議(BY-NC),由Zhao Hang在利維坦發(fā)布

文章僅為作者觀點,未必代表利維坦立場

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