根據布里斯托大學領導、於6月16日在《自然通訊》(Nature Communications)期刊發表的一項研究,一群熱帶蝴蝶可能演化出了一種非凡的方式來延長健康壽命,那就是減緩老化過程本身。

這些蝴蝶屬於Heliconius族,分佈在中南美洲的雨林地區。研究人員表示,這些昆蟲是迄今為止記錄在案的壽命最長的蝴蝶之一,並可能成為研究長壽生物學的重要模型。

大多數蝴蝶成年後僅能存活幾週。相比之下,該研究發現,某些Heliconius物種的平均壽命約是其近親的三倍,其中一些個體甚至能存活近一年。最顯著的例子之一是Heliconius hewitsoni,其最長壽命達到了348天。而一個關係密切的物種Dione juno,壽命僅為14天,兩者之間存在25倍的壽命差異。

結果顯示,Heliconius蝴蝶演化出了一種獨特的壽命延長策略,這可能為我們了解自然界中老化如何減緩提供新的線索。

與巴拿馬史密森尼熱帶研究所的科學家合作,研究團隊還發現了另一個令人驚訝的結果。至少有一個物種Heliconius hecale,在老化過程中幾乎沒有或完全沒有可測量的生理衰退。

為了評估生理表現,研究人員進行了握力測試。年長的H. hecale蝴蝶表現與年輕個體一樣好,沒有明顯的衰退跡象。相比之下,一個壽命較短的近親物種Dryas iulia,則出現了明顯與年齡相關的衰退。

這些發現提出了Heliconius蝴蝶很大程度上避免了大多數動物老化伴隨的生理衰退的可能性。

為了得出這些結論,團隊結合了蝴蝶園、標記、釋放和再捕獲研究,以及受控的昆蟲飼養實驗的資訊。這使他們能夠比較Heliconiini族群的壽命和老化模式。

總體而言,Heliconius蝴蝶相較於不以花粉為食的近親物種,平均和最長壽命始終較長,基礎死亡率較低,老化速度也較慢。

科學家們早已知道Heliconius蝴蝶的壽命異常長,但原因一直不確定。一種主要的解釋是牠們成年後罕見地能夠攝食花粉的能力。大多數蝴蝶物種主要依賴花蜜,因此成年後以花粉為食是非常不尋常的。

為了驗證這個想法,研究人員比較了一種以花粉為食的物種Heliconius hecale,以及牠的非花粉食性近親Dryas iulia。結果顯示,H. hecale在更長的時間內保持了體重和肌肉表現,並且沒有出現D. iulia觀察到的與年齡相關的生理衰退。

然而,即使移除了花粉的飲食,該蝴蝶的長壽優勢並沒有消失。即使沒有飲食中的花粉,H. hecale的壽命仍然比牠的近親長得多。這表明營養和演化適應共同促成了牠們壽命的延長。

研究人員表示,動物界中長壽物種可以為健康老化的生物機制提供寶貴的見解。新的發現表明,Heliconius蝴蝶可能成為一個有用的系統,用於研究生態變化,包括成年花粉攝食的演化,如何促進更長的壽命。

該研究的主要作者、來自布里斯托大學生物科學學院的Jessica Foley博士說:「作為物種最豐富的動物類別,昆蟲以其非凡的形態和生態多樣性而聞名。牠們也表現出極端的壽命差異,成年蜉蝣的壽命僅為幾天,而某些螞蟻和白蟻的繁殖階級則可達數十年。這在該類別中代表了約5,000倍的差異,而哺乳動物的壽命差異約為100倍。

「Heliconius蝴蝶是壽命最長的蝴蝶之一,但牠們特別引人注目的是,牠們似乎不僅演化出了更長的壽命,而且老化速度也更慢。這使得牠們的壽命顯著長於在演化時間上相對近期才分化的近親物種。

「這種壽命延長的令人興奮的啟示是,它提供了一個強大的機會來識別支撐長壽的機制。透過比較長壽的Heliconius蝴蝶與牠們短壽的近親,我們進行了一場自然的演化實驗,有助於揭示壽命是如何延續的,這使牠們成為研究老化和長壽生物學極具潛力的新模型。」

壽命幾乎不衰退的蝴蝶,或能解開長壽奧秘壽命幾乎不衰退的蝴蝶,或能解開長壽奧秘