Половое размножение — стратегия против заразного рака?

Одно из главных противоречий эволюционной биологии состоит в том, что, хотя половое размножение доминирует у многоклеточных организмов, бесполое кажется гораздо эффективнее и менее затратным. Однако исследование, опубликованное 6 июня в журнале PLOS Biology, предполагает, что половое размножение поддерживается естественным отбором, потому что, в отличие от бесполого, оно не только даёт важные эволюционные преимущества в меняющейся среде, но и предотвращает вторжение заразного рака — клеток-«обманщиков».

Многоклеточные организмы — это общества кооперирующихся клоновых клеток, возникшие около миллиарда лет назад. Ключевым моментом в их эволюции стала способность предотвращать эксплуатацию системы клетками-обманщиками. Это ограничение способствовало появлению множества механизмов подавления рака, в частности иммунной системы. Независимо от эффективности этих механизмов, предпосылкой всех защитных систем является способность отличать клетки-обманщики от нормальных.

Первым многоклеточным приходилось бороться не только со своими собственными клетками-обманщиками, но и вырабатывать адаптации против колонизации чужеродными злокачественными (т.е. инфекционными) клетками. Поскольку бесполое размножение приводит к появлению идентичных (клоновых) организмов, этот способ рискован из-за возможности вторжения клоновых инфекционных клеточных линий (т.е. заразных раков). Напротив, половое размножение снижает совместимость заразных раковых клеток с хозяином, ограничивая риск индивидуального заражения, а также риск передачи от родителя к потомству. Половое размножение также создаёт генетическое разнообразие, которое облегчает обнаружение чужеродных клеток — первый и критически важный шаг иммунной защиты.

Хотя заразные раки относительно редки (например, у тасманийских дьяволов, собак, двустворчатых моллюсков), всё больше данных свидетельствует, что большинство, если не все, злокачественные клетки потенциально заразны при наличии подходящего пути передачи. Учитывая повсеместность рака у многоклеточных организмов в сочетании с обилием потенциальных путей передачи, половое размножение могло получить преимущество как менее рискованный и более выгодный вариант для получения жизнеспособного потомства, несмотря на сопутствующие затраты.

Авторы утверждают, что, насколько им известно, предложенная роль заразных клеток-обманщиков как инициатора и движущей силы эволюции полового размножения является новым объяснением, которое внесёт вклад в смену парадигмы в нашем понимании эволюции.