達爾文的自然選擇理論解釋了生命為何會(huì )進(jìn)化出有助于生存和繁衍的特性。因此，死亡通常被看作是失敗，而不是一個(gè)通過(guò)進(jìn)化形成的過(guò)程。
然而，當生物死亡時(shí)，其分子需要被分解，以供其他生物再次利用。這種營(yíng)養物質(zhì)的循環(huán)對新生命的生長(cháng)至關(guān)重要?！?/span>Nature Communications》發(fā)布了由杜倫大學(xué)Martin Cann教授領(lǐng)導的一項研究發(fā)現，一種大腸桿菌能在死亡后產(chǎn)生一種酶，將細胞內容物分解成營(yíng)養物質(zhì)。這些死去的細菌因此為它們生前的鄰近細胞提供了一場(chǎng)豐盛的“營(yíng)養盛宴”。
Cann教授說(shuō)道：“我們通常認為死亡意味著(zhù)一切的結束，生物死亡之后只是分解、腐爛，成為被動(dòng)的營(yíng)養來(lái)源，供其他生物利用。”“然而，這篇研究表明，死亡并不是生物體內程序化過(guò)程的終點(diǎn)。”“這些過(guò)程在生物體死亡后仍然會(huì )繼續下去，而且是經(jīng)過(guò)進(jìn)化所形成的。”“這一發(fā)現促使我們從根本上重新定義了對生物死亡的理解。”
這項研究的靈感來(lái)源于愛(ài)丁堡大學(xué)物理與天文學(xué)學(xué)院Wilson Poon教授提出的一個(gè)問(wèn)題：為何生物會(huì )以特定的方式死亡。研究團隊齊聚一堂，逐步發(fā)現這可能是生物學(xué)中的一個(gè)全新領(lǐng)域——一些演化出的過(guò)程在死亡后依然起作用。
Cann教授表示：“關(guān)鍵難點(diǎn)在于，死亡后起作用的酶如何通過(guò)自然選擇演化？答案在于，受益的鄰近細胞通常與死亡細胞存在克隆親緣關(guān)系。這類(lèi)似于動(dòng)物幫助家族成員的行為，死亡細胞實(shí)際在支持‘親屬’的生存”
共同通訊作者、牛津大學(xué)的Stuart West 教授補充道：“這現象不同于我們之前看到的一切——就如同一只死去的貓鼬突然變成了一堆煮雞蛋，供它的族群成員食用。”這一發(fā)現表明，與生命過(guò)程一樣，死亡后的過(guò)程也可能是經(jīng)過(guò)編程的，并受到自然選擇的影響。
調控死亡后過(guò)程的生物因子未來(lái)或許能夠啟發(fā)新的研究領(lǐng)域，例如設計循環(huán)生態(tài)策略或進(jìn)一步優(yōu)化微生物在特定條件下的作用。
Poon教授進(jìn)一步指出，通過(guò)統計物理工具對這些過(guò)程進(jìn)行建模，可能為實(shí)現更循環(huán)化的生態(tài)提供理論框架，其中資源回收和再利用需要從事物起始階段就被納入體系設計中。
雜志：Nature Communications
DOI：10.1038/s41467-025-56761-6
服務(wù)號二維碼.jpg)
