Популярность полового размножения объяснили защитой от рака

Источник материала:

Эволюционные биологи выдвинули новую гипотезу, объясняющую такую широкую распространенность полового размножения среди эукариот. Согласно эссе, опубликованному в PLOS Biology, размножение при помощи выделения отдельной линии половых клеток позволило многоклеточным организмам избежать передачи от предков к потомкам злокачественных клеток.

Подавляющее большинство видов эукариотических организмов размножаются с участием полового размножения, хотя оно гораздо более медленное и энергозатратное, чем вегетативное размножение (например, путем деления). Пытаясь объяснить этот феномен, исследователи предложили ряд гипотез, согласно которым половое размножение дает выгоду в эволюционном контексте. Так, например, половое размножение, при котором происходит перемешивание аллелей (вариантов генов), дает новые варианты, а они могут пригодиться в меняющихся условиях среды и для противостояния патогенам. Кроме того, перемешивание аллелей предотвращает накопление вредных мутаций в череде поколений.

Тем не менее, гипотезы генетического разнообразия хорошо объясняют только сохранение полового размножения для тех видов, которые могут размножаться как с участием половых клеток, так и вегетативно. Однако самые сложные организмы (например, млекопитающие), сохранили способность только к половому размножению.

Исследователи из французского Университета Монпелье и Университета Тасмании предложили новую гипотезу, которая построена вокруг раковых клеток. Многоклеточные организмы можно рассматривать как сообщество линий клеток, которые должны уживаться между собой, разделяя обязанности благодаря специализации. Тем не менее, в результате мутаций те или иные линии превращаются в «читеров», которые используют общие ресурсы для собственного неконтролируемого размножения.

При бесполом размножении такие клетки будут с большой вероятностью передаваться потомству, и рано или поздно уничтожат собственный вид. При этом переход к половому размножению дает шанс организму «начать с нуля» и развиться в многоклеточное сообщество, свободное от таких «читеров».

В поддержку своей гипотезы авторы замечают, что те многоклеточные организмы, которые активно используют вегетативное размножение, выработали специальные механизмы защиты от злокачественных клеток. К примеру, у растений не бывает рака, но строение растительного организма, включающее жесткую клеточную стенку и ограниченную передачу клеток между разными частями, само по себе не способствует развитию злокачественных линий. Некоторые животные, полагающиеся на бесполое размножение (такие, как коловратки), в высокой степени устойчивы к мутагенам, а значит, и к онкогенезу.

Злокачественные клетки способны не только паразитировать на том организме, из которого произошли, но и передаваться от особи к особи. Наиболее известный пример заразного рака — лицевая опухоль тасманийского дьявола, которая передается при укусах. Кроме того, заразный рак поражает собак и один из видов двустворчатых моллюсков.

Мы рассказывали, что, согласно одной из гипотез, рак назвали неизбежной альтернативой старению многоклеточных организмов.

Источник N+1