屏蔽地球磁场后，这种生物的寿命延长了20%

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撰文 | 不周

审校 | clefable

“我真的还想再活五百年！”

每次想到长寿、延寿，小编脑海里总会自动响起这段熟悉的旋律。直白却豪情万丈的歌词，表达的是人类（帝皇）再朴素不过的愿望：谁不想活得更久一点呢？

日常生活中，我们很少会认真思考自己还能活多少年。但科学家从未停止追问，人类的寿命究竟能延长到什么程度？又有什么办法能让衰老来得更晚一些？

2024年，一项发表于《自然》（Nature）的研究追踪了近千只小鼠的一生。通过限制饮食，研究人员成功将其中一组小鼠的中位寿命延长了约36%。而除了限制饮食以外，科学家也在寻找各种抗衰药物，甚至尝试直接干预与寿命有关的基因来延缓衰老。

地球磁场中的果蝇。图片来源：University of Nottingham

不过，除了改变生物体内部的生理活动，或许还有一些我们习以为常的环境因素，也在悄悄影响生物的寿命。今年9月，英国诺丁汉大学（University of Nottingham）的研究团队在《衰老》（Aging）上发表了一项实验结果。他们利用特殊装置，几乎完全屏蔽了果蝇周围的地球磁场，结果发现一组果蝇的寿命竟然延长了约20%。更奇怪的是，这些活得更久的果蝇，身体机能反而变差了。

不易察觉的地磁场

在地球深处，地核外层流动的导电液态金属不断产生磁场，延伸至遥远的太空。地表磁场的强度通常只有25～60微特斯拉，比一块普通冰箱贴产生的磁场还要微弱很多。虽然我们感觉不到地磁场的存在，但自从生命在地球上出现以来，这片磁场便一直是环境的一部分。

一些动物甚至演化出了利用地磁场的能力。比如，候鸟和海龟等物种拥有特殊的磁感应能力，可以借助磁场信息辨认方向，完成跨越数千公里的迁徙。但对于那些不需要长途迁徙的生物，甚至单个细胞而言，地磁场会如何影响它们，我们了解的并不多。

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近年来，研究人员开始尝试利用特殊装置屏蔽地磁场，将生物置于极弱的磁场环境中。一些实验发现，磁场减弱可能影响细胞的能量代谢、氧化应激等生理过程，而且不同细胞的反应并不一致。这也让研究者开始关注，细胞内部有哪些过程可能会受到磁场变化的影响。

诺丁汉大学的丽莎·查克拉巴蒂（Lisa Chakrabarti）尤其关心细胞里的线粒体。这种细胞器负责将营养物质中的能量转换为细胞能够利用的形式，也因此常被称为细胞的“能量工厂”。然而，线粒体一旦出现功能障碍，不仅会干扰细胞正常运转，也与衰老、帕金森病等神经退行性疾病密切相关。

更长寿，却更慢了

此前有关弱磁场的生物学实验大多使用健康的动物或细胞，但《衰老》论文的通讯作者查克拉巴蒂和同事想知道，如果线粒体本来就有问题，失去地球磁场后又有产生怎样的影响？为此，他们选择了一种携带Pink1基因缺陷的果蝇，并将其与正常的健康果蝇进行比较。

在人类中，这个基因的某些致病变异与遗传性早发型帕金森病有关。它编码的蛋白质参与清除受损的线粒体。缺少这种功能后，无法正常工作的线粒体就可能在细胞中堆积，干扰正常的能量代谢。携带Pink1基因缺陷的果蝇也会出现类似问题。随着年龄增长，它们的运动能力会逐渐下降，寿命也比健康果蝇更短。因此，这种果蝇常被用来研究帕金森病的病理机制。

研究人员将两类果蝇分别放进特制的磁屏蔽装置，把它们周围的磁场强度降至约0.0056微特斯拉，相当于正常地磁场的几千分之一。对照组则继续生活在普通地磁场环境中，其他饲养条件尽可能保持一致。

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考虑到磁场变化可能在不同年龄产生不同影响，研究人员又将两类果蝇分组，分别从成年后的第10天和第20天开始屏蔽磁场，并持续记录它们的存活情况。

结果，带有Pink1缺陷的果蝇出现了令人意外的变化。研究人员发现，从第20天开始接受磁屏蔽的果蝇，死亡风险降低了约一半，寿命延长了约20%。但更早接受磁屏蔽的另一组果蝇，寿命变化却没有达到统计显著水平。另一方面，在健康果蝇身上，磁屏蔽并没有带来同样的好处，甚至还会让寿命出现了缩短的趋势。

除了寿命，研究人员还测试了果蝇的运动表现。他们定期把果蝇轻轻震到试管底部，再观察它们在规定时间内能否爬过标记线。健康果蝇在屏蔽磁场后，攀爬表现反而有所改善。而那些寿命增加的Pink1缺陷果蝇，却比没有接受屏蔽的同类爬得更差。也就是说，在这项测试中，两类果蝇的运动表现恰好与寿命变化形成了反差。

磁屏蔽与线粒体障碍

为了理解这种奇特的反差，研究团队进一步检查了这些果蝇体内的线粒体。在细胞内部，线粒体中的一系列蛋白质会接力传递电子，最终利用这一过程制造ATP，为细胞供能。这条电子传递链有多个环节，其中就包括复合体Ⅰ和复合体Ⅱ。

在携带Pink1基因缺陷的果蝇中，复合体Ⅰ的功能本就存在障碍。研究人员利用高分辨率仪器测量线粒体的耗氧情况，发现屏蔽磁场后，在健康果蝇中复合体Ⅱ参与能量代谢的能力显著增强。突变果蝇中也出现了类似的变化趋势，但并不显著。

而复合体Ⅱ除了参与正常的能量代谢，还能帮助线粒体应对某些环境压力。研究人员据此推测，失去地磁场可能对线粒体构成了一种新的压力，促使它们提高复合体Ⅱ的活性。对于原本健康的果蝇，这种变化可能会增加线粒体的代谢负担，但对于复合体Ⅰ功能已经受损的突变果蝇，复合体Ⅱ或许能够在一定程度上弥补原有的缺陷。

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由于线粒体在传递电子的过程中，也会产生超氧化物等活性分子，它们通常被认为与氧化损伤有关，或许与Pink1缺陷果蝇变得更虚弱有关。因此，研究人员间接检测果蝇样本中的自由基，试图为他们的推测寻找线索。

实验发现，屏蔽磁场后，两类果蝇的自由基相关信号发生了不同的变化。特别是在Pink1缺陷果蝇中，磁屏蔽提高了基本呼吸状态下的自由基水平，而当线粒体进入更活跃的能量代谢状态时，自由基增加的幅度反而有所减小。

研究人员认为，这可能意味着磁屏蔽改变了突变果蝇应对氧化应激的方式，甚至帮助它们缓解了部分线粒体功能障碍。但这些变化是否直接导致了寿命延长，目前还没有得到证实。研究人员也尚未理清，细胞究竟通过是什么机制感知地磁场的变化。

延长寿命之外

磁场减弱带来的影响，似乎并非简单的好与坏。对于健康果蝇，磁屏蔽改善了它们在部分年龄阶段的运动表现，却没有显著延长寿命。而对于携带Pink1缺陷的果蝇，情况却恰好相反，它们活得更久，攀爬能力却进一步下降。

这两种变化恰好对应了“延长寿命”和“延长健康寿命”。前者只在意生物能存活多久，后者则更在意能在多长时间内保持良好的身体机能。对于人类来说，追求长寿的同时，我们显然也希望尽可能延缓衰老带来的身体功能衰退。

研究人员希望，这些发现未来能为调节线粒体功能提供新的思路。帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病，都与复杂的线粒体功能障碍和氧化应激变化有关。如果能够通过调节外部磁场来影响这些过程，或许有望探索出非侵入性的干预方法。

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不过，目前距离实际应用还有很长一段路。这项实验只使用了雄性果蝇，每个实验组仅有40～60只个体，而且只有部分实验组出现了显著的延寿效果。Pink1缺陷果蝇也只能模拟人类帕金森病的部分特征。更重要的是，研究人员尚未证实线粒体代谢的变化如何导致寿命延长，也无法解释为什么延寿的同时，果蝇的运动能力反而有所下降。因此，我们还远不能得出结论，屏蔽地球磁场有助于人类延寿或治疗疾病。

而在医学之外，这项研究还可能与未来的空间探索有关。过去，科学家主要关注宇航员长时间离开地磁场保护、面临空间辐射的风险。但如果磁场强度本身也会影响细胞的能量代谢，那么长期生活在弱磁场环境中的宇航员，是否还会面临其他生理变化，也有待进一步研究。查克拉巴蒂团队就计划未来继续在其他动物身上检验这些发现。

参考链接：

https://www.aging-us.com/article/206424/text

https://www.eurekalert.org/news-releases/1144714

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08026-3

https://physicsworld.com/a/earths-gravity-and-magnetism-have-unexpected-effects-on-the-human-genome-and-mitochondria/

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