Учитывая их относительно долгую жизнь и большие тела, киты должны быть пронизаны опухолями.
Рак
После болезней сердца рак является второй по значимости причиной смерти в мире (в среднем примерно 1 из 5 человек столкнется с этими бунтующими клетками). Рак, по сути, - это явление, при котором клетка начинает бесконтрольно делиться и игнорировать нормальные правила роста и развития.
Причиной этого неконтролируемого деления является совокупность мутаций. Мутации происходят, когда что-то идет не так с копированием ДНК во время деления клетки.
Существуют также внешние триггеры, которые вызывают мутации. Чрезмерное воздействие ультрафиолетового излучения (пользуйтесь солнцезащитным кремом и избегайте соляриев) тесно связано с раком кожи, а такие факторы, как загрязнение воздуха и переработанное мясо, связаны с раком легких и колоректальным раком соответственно. Наш кишечный микробиом также влияет на риск развития рака (его можно было бы даже использовать для улучшения химиотерапии).
Возраст тоже является фактором риска. Больше времени, больше клеточных делений, больше событий, в которые могут вкрасться мутации. Добавьте к этому более длительное воздействие возможных внешних факторов, вызывающих рак. Еще одна вещь, которую следует добавить, - это то, что старая кровь содержит вещества, которые помогают раку распространяться, как только он возник.
Однако, учитывая, что деление клеток может привести к ошибкам, более крупные животные должны чаще болеть раком. В конце концов, чем больше тело, тем больше клеток/клеточных делений, тем больше возможных мутаций.
Парадокс
Размер тела, или парадокс Пето.
Если мы посмотрим внутри вида, то, по-видимому, существует положительная корреляция между риском развития рака и размером тела. Крупные особи → повышенный риск.
Но когда мы смотрим на разные виды, эта корреляция разрушается. Слон заболевает раком не чаще, чем мышь.
Эта очевидная устойчивость более крупных видов к раку известна как парадокс Пето, названный в честь английского статистика Ричарда Пето, который впервые наблюдал его в 1977 году.
Предполагаемая частота мутаций увеличивается в зависимости от размера. Оценки частоты мутаций показывают, что снижение в 3,2 раза позволяет животному, которое в 1000 раз крупнее человека, иметь такой же риск развития рака.
С тех пор было проведено множество исследований этого парадокса, которые — попутно — научили нас некоторым интересным вещам. Например, крупные животные, как правило, имеют более крупные клетки, которые делятся медленнее по сравнению с более мелкими животными. Таким образом, размер тела и размер/ активность клеток не коррелируют один к одному.
Кроме того, у видов с более крупным телом, как правило, (условно говоря) более низкий метаболизм, чем у более мелких видов. Это означает (относительно) меньшее количество "отходов жизнедеятельности", которые могли бы препятствовать функционированию клеток (что может привести к увеличению риска развития рака).
Тем не менее, в абсолютном выражении у слона, вероятно, действительно больше клеток, чем у мыши (хотя это очень трудно оценить у сложных животных), и значительно более продолжительная жизнь слона может свести на нет последствия замедления метаболизма.
Киты без опухолей
Эволюция, по-видимому, одарила более крупные виды некоторой дополнительной защитой.
Новое исследование теперь раскрывает некоторые из этих дарований, рассматривая самую крупную из групп животных: китообразных. Киты.
Исследователи начали искать подсказки в генетических данных 7 видов китообразных (дельфин-афалина, косатка, белуха, дельфин реки Янцзы, кашалот, обыкновенный полосатик и гренландский кит). Они также изучили 8 других видов, чтобы иметь хорошие точки для сравнения (корова, свинья, собака, лошадь, микробат, человек, мышь и африканский слон).
Они начали с данных об известных генах-супрессорах опухолей, а затем исследовали ДНК китообразных в поисках их следов.
Ученый обнаружил доказательства положительного отбора для семи генов, подавляющих опухоли у китов: CXCR2 у всех китообразных и DAB2, ADAMTS8, DSC3, EPHA2, TMPRSS11A, ANXA1 конкретно у усатых китов (которые, как оказалось, являются самыми крупными из всех китов). Известно, что эти гены участвуют (у людей) в развитии таких видов рака, как новообразования легких, лейкемия, тератокарцинома, а также в нарушениях иммунной системы.
Другим интересным открытием было то, что гены китообразных имели более высокую скорость обновления, то есть больше теряли и приобретали генов. Это имеет смысл, потому что исследователи также обнаружили больше дупликаций генов. Дополнительные копии генов дают эволюции больше материала для игр. (Этот сигнал об изменчивости был наиболее сильным и у усатых китов.)
Эволюция умнее нас…
Изучение генов, связанных со злокачественными новообразованиями человека, в сравнительной перспективе открывает новые возможности, которые могли бы дать дополнительные сведения о роли естественного отбора в эволюции всех видов и, потенциально, привести к открытию новых терапевтических подходов.
________________________________________