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來源:Hemming1952 - Own work, CC BY-SA 4.0/Wikipedia
在冰冷的北大西洋深處,曾經游蕩著一條鯊魚。
這是一條格陵蘭睡鯊(Somniosus microcephalus)。它大概出生于17世紀,那時的中國還是明朝。一百多年后,美國《獨立宣言》誕生時,它才剛剛度過了自己的青春期。
這條巨大的生命最終長到了5米長,直到21世紀,成為了一艘捕魚船的意外收獲。
這條雌性格陵蘭睡鯊是迄今發現的最大的格陵蘭睡鯊,也解答了一個疑惑——這種生物能活多久。
人們一直知道格陵蘭睡鯊的壽命極長,但究竟有多少年?這個問題很難回答。
對于許多魚類,它們耳朵里有一個被稱為耳石的結構。耳石就像植物的年輪一樣,會隨著季節長出一圈圈的環帶,記錄著魚類的年齡。
但這種方法對格陵蘭睡鯊并不實用,它們作為軟骨魚類,沒有堅硬的身體部位能夠沉積這樣的生長層。
好在研究者發現了一種巧妙的方法:格陵蘭睡鯊眼睛的晶狀體含有一種代謝非常緩慢的蛋白,在體內合成之后幾乎就不再更新了。
因此,可以分離出鯊魚幼年時期形成的組織,再進行放射性碳定年。
這項研究2016年發表于《科學》(Science)。研究者一共統計了28頭格陵蘭睡鯊的眼部蛋白,其中的大多數都是作為漁獲的副產物被困漁網死亡的。
他們最后確定,這條身長5米的雌性格陵蘭睡鯊是28頭格陵蘭睡鯊中最年長的,它的年齡達到了392±120歲,讓它明確成為了已知壽命最長的脊椎動物——沒有之一。(如果將無脊椎動物包括在內,已知壽命最長的動物是一只名為Ming的蛤蜊,它活了507歲。)
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在格陵蘭島北部海域,研究船"桑娜號"放生一條格陵蘭睡鯊后,該鯊魚浮出海面(來源:Julius Nielsen)
01
老而不衰
格陵蘭睡鯊的某些身體部位似乎不會受衰老影響,最近發表于《自然·通訊》(Nature Communications)的一項研究就發現,格陵蘭睡鯊即使到了幾百歲,視網膜依然不會退化。然而,它身上的其他重要器官卻不一定能夠保持這么穩定。
最近,一篇發布于預印本網站bioRxiv的論文(未經同行評審)就指出,“年輕”格陵蘭睡鯊的心臟實際上就已經出現了嚴重的衰老跡象。
研究團隊分析了6條格陵蘭睡鯊的心臟組織樣本,根據體長估計,這六條鯊魚年齡都在100歲~150歲,理論上還處于青春期,尚未成年。
然而如果按照人類的標準,它們的心臟組織已經像一個垂垂暮年的老人一樣了。
研究者發現,它們的心臟纖維化極其嚴重。“第一次透過顯微鏡觀察時,我以為看到的是技術偽影,或是實驗出了岔子。”
意大利比薩高等師范學院、這項研究的作者之一亞歷山德羅·切萊里諾(Alessandro Cellerino)在接受《新科學家》(New Scientisit)采訪時表示。
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來源:Unsplash
正常情況下,我們的心肌是像橡膠一樣充滿彈性的柔軟組織,它能通過不斷的收縮和舒張來泵送血液。而心肌纖維化就像是洗碗的百潔布從柔軟的黃色海綿,變成了粗糙的綠色纖維。心臟體積逐漸變硬,彈性不斷下降。
對人類來說,這意味著心臟失去正常的收縮和舒張能力,無法循環血液,最終就會導致心力衰竭。
然而對格陵蘭睡鯊來說,心臟的纖維化似乎并沒有帶來任何影響,至少研究團隊沒有發現任何病理特征或者功能障礙。
作為對比,他們還檢查了同樣生活在深海的黑腹烏鯊(Etmopterus spinax),這些鯊魚的壽命只有十年左右,它們的心臟并沒有出現任何纖維化特征,說明這并不是某種對深海水壓的適應性反應。
除了纖維化之外,格陵蘭睡鯊的心臟還積累了大量脂褐素和硝基酪氨酸,這兩種物質都是典型的衰老標志物:脂褐素被認為是細胞衰老的重要指標(俗稱的“老年斑”就是脂褐素在皮膚中沉積形成的);硝基酪氨酸則是另一種表明炎癥和氧化應激的標志物。
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來源:Julius Nielsen
拖著這樣看起來嚴重衰老的心臟,格陵蘭睡鯊依然還能再活兩三百年。研究者還不確定為什么它們能夠做到這一點。
“格陵蘭睡鯊的心臟能夠與衰老過程共存,并且沒有明顯的生理功能衰退,這非常了不起。”切萊里諾表示,它們可能已經演化出了某些主動耐受心臟衰老的能力。
例如,研究者估算出,格陵蘭睡鯊的平均血壓明顯低于其他鯊魚,這或許減弱了它們心臟的負擔。
同時,這種鯊魚的腹主動脈彈性纖維相對較少并且排列松散,因此在較低血壓下依然能夠維持動脈血的流通。
“這一案例提供了另一種長壽模式:不是避免衰老,而是通過對長期氧化損傷的耐受能力實現長壽。”論文中這樣寫道。
換句話說,只要不太過影響整體機能,就算老了似乎也沒太大關系。
02
巨大基因組
與此同時,切萊里諾和同事還在嘗試從基因的層面,解釋為什么格陵蘭睡鯊可以成為最長壽的脊椎動物。
2024年9月,切萊里諾和同事曾在預印本網站bioRxiv發布了一篇論文(未經同行評審),其中首次公布了這種鯊魚染色體級別的基因組。它們的基因組由65億個堿基對構成,是人類的兩倍。
和蠑螈、肺魚等基因組同樣龐大的動物一樣,格陵蘭睡鯊的基因組也是由于大量轉座子的插入才變得這么大的——這是一類短小的基因片段,它們并不能轉錄并翻譯成蛋白質,卻可以大量自我復制,再跳躍并插入到其他位置,因此也被稱為“跳躍基因”。
研究顯示,格陵蘭睡鯊基因組中的跳躍基因占了全基因組的70%以上。
人們曾一度認為轉座子的插入只會帶來危害——因為它們可能會打斷一些“有用的”基因,讓這些基因無法失效。然而在格陵蘭睡鯊這里,跳躍基因似乎發揮了一些其他作用。
在某些情況下,“有用的”基因可以借助轉座子的特性,進行自我復制。
研究顯示,在格陵蘭睡鯊的演化過程中,許多常規基因成功利用了這一機制實現了大量復制,其中大多與DNA損傷修復有關。
"人體每個細胞每天要經歷數千次 DNA 損傷,全靠專門的分子機制持續修復。”切萊里諾在該大學的新聞稿中解釋道,“基因組對比研究有個驚人發現:壽命較長的哺乳動物物種都具有超強的 DNA 修復能力。我們不禁推測,格陵蘭睡鯊的演化可能找到了一種方法來抵消轉座子對 DNA 穩定性的負面影響。
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來源:Julian Idrobo/wikipedia
03
漫長的生命
格陵蘭睡鯊正帶給人類對壽命的新理解,但漫長的壽命也讓它們的生命周期被極度拉長。
研究團隊認為這種鯊魚只有在體長達到4米時才會性成熟,推測它們大約需要150年的生長才能達到性成熟階段,而妊娠期大約有8~15年,這幾乎是人類難以想象的時間跨度。
在20世紀早期,格陵蘭睡鯊曾因巨大的肝臟(用于提取魚肝油)而遭到大規模商業捕撈,直到20世紀60年代合成油料問世,格陵蘭地區停止出口魚肝油和鯊魚皮,它們的生存環境才略有緩和。
然而,如今格陵蘭睡鯊依然會因捕魚業誤捕而死亡,估計在北冰洋和大西洋海域每年仍有大約3500條被捕撈。
雖然這個數字已經遠低于20世紀早期的瘋狂,但由于它們極低的繁殖率和漫長的成長期,格陵蘭睡鯊的種群恢復異常緩慢。
科學家擔心,如今我們在海中見到的許多成年鯊魚,可能仍在努力彌補百年前那場捕撈災難留下的缺口。
友情提示,格陵蘭睡鯊的肉含有大量尿素和氧化三甲胺,對人類有毒——別啥都想著吃了。
撰文:二七|審校:clefable
本文來自微信公眾號“環球科學”(id:huanqiukexue),如需轉載請聯系 newmedia@huanqiukexue.com
參考資料:
[1] https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2025.12.20.695706v1.full#sec-16
[2] https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.09.611499v1.full#sec-8
[3] https://www.nature.com/articles/s41467-025-67429-6
[4] https://www.nature.com/articles/sigtrans201723
[5] https://www.science.org/doi/10.1126/science.aaf1703
[6] https://www.newscientist.com/article/2511222-greenland-sharks-survive-for-centuries-with-diseased-hearts/
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