不斷重複生與死的生命迴圈是自然界的基本原則之一。生物體的概念是一個細胞，它生長分裂，成為胚胎，成熟，達到成年，但隨後衰老，失去功能，最終死亡。

為什麼生命一定要迴圈，為什麼一定要以衰老和死亡為結局呢？

畢竟，像珊瑚和海綿這樣的動物，壽命長達數千年，幾乎能夠無休止地再生和細胞修復。即使在更復雜的動物中，後代也不會繼承父母的年齡：每一個新的一代都是從原始狀態的單細胞開始的，沒有衰老的跡象。如果衰老在某種程度上被抑制在生殖細胞中，為什麼身體的其他組織最終會枯竭而死？

不死的生殖細胞--"一次性 "身體。

19世紀末，德國生物學家奧古斯特-魏茨曼發現，複雜的生物體是由兩類細胞組成的："不死 "的生殖細胞--組成精子和卵子的永遠年輕的細胞，以及組成身體其他部分的 "一次性 "體細胞。

種系細胞透過儲存遺傳資訊形成遺傳，並將其傳遞給後代。相比之下，體細胞不攜帶遺傳物質，只是形成一個保護殼，在繁殖後被丟棄。

魏斯曼提出了一個簡單的生物體模型，在生殖細胞和體細胞之間有嚴格的分離，即所謂的魏斯曼屏障，它可以防止體細胞中與年齡有關的變化透過生殖細胞傳遞給下一代，而下一代永遠是年輕的。

最近，魏斯曼的思想被托馬斯-柯克伍德在他的 "一次性索瑪 "理論中進行了大幅度的修正。柯克伍德受梅達瓦和威廉姆斯思想的啟發，認為自然選擇的力量會隨著年齡的增長而減弱，因為自然環境中的大多數生物都會因為捕食者、寄生蟲和耗盡等外部危害而死亡。

生物體必須在生殖功能和體細胞儲存與修復功能上同時投入資源。因為在外部威脅下，生存的機率會隨著時間的推移而降低，所以最佳的策略是隨著時間的推移，將越來越少的資源分配給體細胞維持。生命週期後期缺乏細胞修復，導致功能逐漸喪失，逐漸衰敗--衰老。

至關重要的是，柯克伍德意識到，他的 "一次性體細胞 "理論只有在嚴格區分生殖細胞和體細胞的情況下才有效。魏斯曼屏障被破壞，體細胞也用於繁殖的生物應該不會衰老。

簡而言之，在現實世界中，畫面的結果比魏斯曼模型所能預測的還要複雜。

在哺乳動物、鳥類和昆蟲等複雜動物中，魏斯曼關於生殖細胞和體細胞之間嚴格區分的假設是正確的：只有相對較小的一群成體細胞保留了生殖潛能，其餘的細胞不能賦予新的生物體生命。

但在地球上最古老的居民，如水螅、珊瑚和海綿，情況並非如此。即使是成年後，這些生物體也保留了大量的通用幹細胞種群，這些幹細胞既可以產生體細胞，也可以產生生殖細胞，這意味著生殖細胞和體細胞實際上並沒有分開。這種缺乏胚芽封存的現象，使珊瑚及其同胞有了再生和植物繁殖的能力。

同樣令人印象深刻的還有動物壽命和衰老速度的差異。

人類的平均壽命約為70歲，比家鼠的壽命長得多，而家鼠的壽命只有2年，但比活了幾千年而沒有衰老跡象的珊瑚群落短得多。在不衰老的生物體中，年老的個體和年輕的個體幾乎是一樣的，普遍的幹細胞群體不斷地更新著自己的體細胞和生殖組織。

魏斯曼屏障並不是普遍適用於所有動物，而是隻適用於受體質衰老和死亡影響的複雜生物體。目前還不清楚是什麼原因導致了進化中生殖細胞和體細胞的分離，但答案也將闡明覆雜動物死亡的起源。

細胞能量學是衰老演化的幕後推手

有跡象表明，生殖細胞和體細胞的進化與細胞能量學有關。

動物細胞利用線粒體透過呼吸作用產生能量，線粒體是細菌起源的有機體，保留著自己不同於細胞核內染色體的微小基因組。每個細胞都包含幾十個或幾百個線粒體，每個線粒體有幾個DNA分子。這個微小的基因組調節線粒體功能；它的完整性對細胞呼吸至關重要，因為線粒體基因的缺陷往往導致衰弱性疾病、神經肌肉退化和早期死亡。

線粒體基因的大部分缺陷是由DNA複製中的隨機錯誤造成的。隨著生物體內細胞的分裂，它們的線粒體也是如此，每次都會產生新的DNA突變。

在PLoS Biology上發表的論文中，我們表明，線上粒體缺陷快速積累的生物體中，自然選擇促進了生殖細胞分離，繁殖週期減少。這最大限度地減少了對可能傳遞給下一代的產能有機體的損害。如果錯誤積累率低，生殖細胞和體細胞之間的屏障就不會形成。

DNA複製錯誤的發生頻率（突變率）在不同的動物群體中有所不同，但這些差異與新假說的規定驚人地一致。高等動物如哺乳動物、爬行動物和鳥類的突變率非常高，比細胞核中基因的典型突變率高10-50倍。另一方面，線粒體突變速度極慢是大多數古老動植物群體的特點，它們具有克隆繁殖、再生的能力，壽命似乎是無限的，最重要的是，它們沒有生殖細胞和體細胞的嚴格區分。

最古老的動物的進化和繁殖方式與現代珊瑚和海綿相同：它們是無梗的濾泡，有大量未分化的幹細胞，不斷產生體細胞和生殖細胞。它們可以像植物和水螅一樣，透過將一組細胞從體細胞組織中分離出來等方式，再生自己的身體部位並進行繁殖

線粒體

由於線粒體突變率低，它們沒有真正的體細胞，幾乎是不死的。

然而，由於在550Ma左右的埃迪卡拉紀（在舊的冰紀時期和年輕的寒武紀之間）和寒武紀之間的邊界處，大氣中的氧氣含量不斷增加，一些原始動物的新陳代謝和體力活動增加，導致從靜止不動的絲狀物過渡到更大的流動性和捕食性。這又增加了其線粒體基因組積累缺陷的風險，並引發了生殖細胞的分離和保護過程。

埃迪卡拉紀

生殖細胞和體細胞的分離使高等動物得以發育，但也啟動了衰老和死亡。體細胞，消除了永生維持的必要性，得到了幾乎無限制地分化成高度專業化組織的可能性，如腸道、大腦或面板。在埃迪卡拉紀末期大氣中氧氣含量的增加，恰好與化石記錄中突然出現的多樣而複雜的動物身體印記--所謂的寒武紀大爆發相吻合，這被認為是奠定了大多數現代類複雜動物的基礎。

體細胞

只有在複雜的動物中，我們才會看到對能量要求高、線粒體突變率高的一次性組織。這些組織永遠不會更新或再生。例如，人腦中的神經細胞往往先於其他細胞患上線粒體疾病，但並沒有被替換，因為這將改變負責我們記憶、個性和智力的突觸連線網路。動物的複雜性，強烈的分化成多種型別的專門組織和器官，甚至意識都是由嚴格的生殖--體質二分法實現的，並與死亡有著密不可分的關係。