一项新的研究表明,随着年龄的增长,男性的生育能力会下降,但并非所有动物都是如此

红酒作者 / 花爷 / 2025-02-26 01:56
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      我们理所当然地认为,随着年龄的增长,人类越来越难以怀孕。但我们最近的研究分析了157种动物的数据,发现雄性生殖

  

  Colorful balloons in spermatozoid shape on blue.

  我们理所当然地认为,随着年龄的增长,人类越来越难以怀孕。但我们最近的研究分析了157种动物的数据,发现雄性生殖衰老在其他雄性动物中似乎要少见得多。

  随着世界范围内男性生育能力的下降,了解其他动物精子的衰老可以为我们自己的生育能力提供新的见解。

  人类的生育能力随着年龄的增长而下降,因为老年人的精子和卵子比年轻人的精子和卵子更差或数量更少。高龄生育不仅会影响你的生育能力,还会降低你怀孕的孩子的生育能力、存活率和身体和认知能力。

  人类的寿命比一个世纪前要长得多。最近,人类寿命的迅速延长可能是人类比其他动物更快地衰老的原因之一。我们的生殖老龄化速度并没有放慢到与我们更长的寿命相匹配的程度。

  动物也可能面临更大的进化压力,以最大限度地提高它们在所有年龄段的生殖潜力,因为大多数动物一生都在繁殖。但对人类来说并非如此。我们在晚年很少生育。

  此外,与我们的祖先相比,我们的后代更少。这使得自然选择更难选择改善人类生殖能力的基因,因为种群的繁殖力变化较小。

  在许多物种中,雄性和雌性以不同的繁殖速度衰老。

  例如,在红狼中,雄性的繁殖成功率会随着年龄的增长而下降,但雌性却不会。然而,随着年龄的增长,雌鳉鱼的生育能力比雄鳉鱼下降得更厉害。尽管人类女性比男性寿命更长,但她们往往比男性更早变得不育,并经历更年期。

  在包括人类在内的一些物种中,雌性会帮助抚养它们的后代(比如人类和鲸鱼),雌性的寿命远远超过了繁殖年龄。对此,一种进化的解释是,年长的雌性通过帮助亲属生存和养育后代,而不是自己繁殖后代,可以更好地传递自己的基因。

  有一些假说试图解释这些生殖衰老过程中的性别差异。

  精子在雄性体内不断产生,但在包括人类在内的许多物种中,卵子是在雌性生命的早期产生的。这可能会导致卵子在老年女性体内储存的时间比精子在老年男性体内储存的时间更长,从而积累更多的损害。

  另一种假说认为,男性衰老得更快是因为精子DNA比卵子DNA积累了更多的突变。精子的DNA修复机制比卵子差,导致随着年龄的增长,雄性比雌性传递更多的突变给下一代,这是脊椎动物中观察到的一种模式。

  两性也面临着不同的环境压力。例如,在许多哺乳动物中,雄性而不是雌性在成熟后会离开家庭群体。这种环境压力导致了男性和女性在传递基因的策略上的差异,从而导致了两性之间生殖衰老率的差异。

  Humpback whale mother with her calf

  在我们的研究中,我们表明,在动物王国中,雄性的生殖衰老率差异很大。我们发现,与实验室啮齿类动物的生殖衰老速度最快相比,甲壳类和昆虫等无脊椎动物的生殖衰老速度是最慢的。一般来说,雄性动物在射精特征(如精子质量和数量)方面几乎没有表现出与年龄相关的下降迹象。

  我们还发现,不同的射精特征,如精子活力、数量、活力或速度,衰老的速度也不同。

  在一些终生生长的物种中,比如一些鱼类和甲壳类动物,老年动物的死亡风险较低,性腺也比年轻雄性大。这可能导致这些物种中的老年雄性衰老速度较慢,老年雄性比年轻雄性射精量更多。

  在实验室啮齿类动物中,有一些基因系被选择为加速衰老,生殖衰老在射精特征中是普遍的。实验室的啮齿类动物通常被饲养在高度控制的环境中,在那里衰老更容易被发现——因为可以掩盖衰老的混淆效应更少。这表明,不同物种之间雄性生殖衰老的许多差异可能是由于它们所处的环境。

  我们还发现,关系密切的物种随着年龄的增长射精的减少率相似,这表明衰老也是由动物的进化史决定的。

  我们上面提到的一些模式也反映了研究之间的方法差异。例如,当研究让雄性动物保持处女状态时,年老的雄性可以比年轻的雄性积累更多的精子,导致年老的雄性产生更多的射精。

  此外,仅对年轻至中年雄性进行采样的研究表明,与对中年至老年雄性进行采样的研究相比,精子质量和数量随着年龄的增长而增加,这表明雄性动物的生育能力通常在中年左右达到顶峰。

  生殖老化的发生是因为随着个体年龄的增长,他们的精子和卵子会累积损伤。生物已经进化到在生命早期繁殖,而不是在年老时繁殖,这导致自然选择淘汰在年老而不是年轻生物体中表达的不良基因的能力较弱,从而促进衰老。

  然而,有一些对立的力量决定了老年个体是否会比年轻动物留下更多的基因拷贝给后代,而生殖衰老只是决定这一点的一个过程。

  另一种假设是,年龄较大的父母会有更多的基因变异,从而延长寿命,这可能有利于他们的后代。这可能导致年龄较大的父母生出更长寿的后代。然而,这一假设的证据仍然有限。

  虽然大多数科学家都承认,至少有一些生殖特征会随着年龄的增长而下降,但生物学家仍在探索这些下降的确切机制和进化原因。但通过观察其他物种来研究生殖衰老的驱动因素,我们可以理解,甚至可能寻求缓解我们自己的生殖衰退。

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