如何从生物进化的角度来解释动物寿命和端粒基因呢?
发布网友
共4个回答
热心网友
1，为什么要有端粒？
对于环状基因组的生物来说不需要端粒。但对于线性染色体的生物，简单来说，因为DNA聚合酶的性质，每次DNA复制都会丢失一点末端序列。如果没有一个末端延长机制，染色体会不可逆的缩短。端粒其实是一段重复序列，可以通过端粒酶向末端重复延长。
但如果有其他末端延长机制，端粒也不是必须的。果蝇就没有标准的端粒，用一套转座子系统实现染色体末端延长的功能。
有了线性染色体加上端粒系统，就可以实现遗传信息的无限复制。
2，为什么体细胞中端粒酶活性要被*？
我觉得这个才是楼主问的问题。
多细胞生物会分化发育为体细胞和生殖细胞。在生殖细胞中端粒酶活性完好无损，但在体细胞中没有端粒酶，于是普通体细胞的*周期便受端粒长度的*。
普通体细胞没有端粒酶属于细胞分化的结果，可以套用蚁群来理解。为什么工蚁不能生殖？因为这样就乱套了。多细胞生物是一个整体，不需要每个细胞来分化繁殖，反而经常需要少数细胞的自我牺牲来保全个体。如果套自私基因的说法，体细胞要扩展自己的基因只能通过同一个个体的生殖细胞实现。如果体细胞无限繁殖，就成癌细胞了。
3，寿命和端粒有没有关系？
理论上说即便有上述一整套系统，从DNA和细胞复制的角度说多细胞生物还是可以永生的：因为干细胞中有端粒酶活性，理论上可以无限产生各种体细胞，因此理论上说端粒系统不是*生命寿命的因素。
至于为什么生物会死亡，这个问题太大，我回答不了。但即便是单细胞的酿酒酵母(budding yeast)也是有寿命的，每次出芽都会在身上留下一个疤，到了一个极限也会挂。
热心网友
DNA不会缩短到coding region或者important regulatory region，同时据说也可以“protection against homologous recombination (HR) and non-homologous end joining (NHEJ)”。原核生物多为circular DNA，所以不需要，有的是linear，但是结构和真核生物的很不一样。端粒起的作用不是*寿命，恰恰相反，端粒的存在以及配套端粒酶的活性对于细胞的持续复制是必须的，比如germ cell，或者，在不正常的情况下，cancer cell。
至于长命百岁这个说法，好多动物植物等等的寿命是超过字面意义的100年的。只是绝大多数生物都存在衰老这个现象，老的一般又弱又残又病的，野外环境下，是捕食者填饱肚子的最好选择。至于为何会出现衰老，衰老的具体机制，以及如何*甚至逆转，到现在都是很热门的科研话题，有兴趣的话可以去搜下ageing，longevity之类关键词的reviews。
热心网友
不利，随着细胞*，DNA复制的错误不断累积，癌变的几率越来越大。繁衍死亡的过程相当于操作系统运行一两年后格式化重装，维护整个系统永不出错需要大量备份，是几乎不可能完成的任务；而保证生殖细胞的优良要简单有效得多。衰老的个体更不适合产生后代，这样的个体对于种群来说会浪费太多资源。自然竞争条件下，优胜劣汰的“优”首先是利于种群，其次才是有利于个体基因的传递。
人类的祖先曾经可以自己体内制造维生素C，后来出现了很多含有VC的食物，于是逐渐丧失了体内合成VC的能力。
衰老也是同样的道理，其实生物“进化”只是一个不断与环境相适应的过程，而非真正意义上的变得更强大。
个体的长生不老对于种群来说没什么意义，并且还要占据大量的资源，所以“进化”不出永葆青春的基因来。
另外，生物体作为一个耗散性系统，如果自我更新能力不足，自然而然的就会走下坡路，不需要专门去编写衰老的程序。而端粒逐渐变短也是走下坡路的表现，随着端粒变短，细胞自我更新、*增殖的能力也逐渐下降。
热心网友
与细菌的环状DNA不同，我们真核生物拥有线状染色体，带有庞大的基因组，同时也埋下了一个重大的安全隐患：DNA双螺旋的两条链方向相反，但DNA复制只能沿一个方向推进，其中一条链就必须倒着分段复制再接起来，但DNA聚合酶不能从端点处结合，这条反链的开头处只好被丢弃，令DNA复制一次就遗失一截。 为了避免染色体因此解体，真核生物在每条染色体的两端进化出一段重复序列，专用于磨损，就是“端粒”，同时还有一种端粒酶修补这段重复序列，使其生生不息。 绝大多数动物的端粒酶都只在生殖细胞和部分干细胞中保持活跃，体细胞*若干次就会磨秃端粒，程序性地死亡；但树木各处分生组织中的端粒酶都能保持活跃，让植物永恒地延长、加粗、分枝。 这种巨大差异并没有想象的那么难以理解：动物的新陈代谢非常旺盛，生存斗争总是表现为你死我活的搏斗，这要求复杂而精密的生理结构，体细胞种类繁多、各司其职，一旦分化成熟就必须维持现状，细胞*只是为了弥补损失，朝不保夕的日子能坚持到繁殖成功即可。 植物则不然，它们极低的代谢效率几乎不能支持任何运动，在生存斗争中十分被动，任何一个结构都可能被突然吃掉，于是细胞种类很少，分化程度很低，用不断的*弥补缺失的结构，对于多年生植物来说，越是长寿，体量越大，对繁殖越有利。 在这个规律的支配下，动物界也有一些长生不老的生物，比如刺胞动物门，包括珊瑚、水螅、水母和海葵。它们动作缓慢且细胞分化程度极低，在很大程度上酷似植物。它们的生活史也类似植物的世代更替：水母的受精卵会孵化发育成水螅，水螅在海床上营养生殖，再出芽生殖产生大量的水母。
