Rövidtávú költség, hosszútávú haszon? Evolúcióbiológiai kutatás a Babeș–Bolyain

A Babeș–Bolyai Tudományegyetem részéről Vincze Orsolya, a Magyar Biológiai és Ökológiai Intézet munkatársa jegyzi azt a PLOS Biology hasábjain közreadott tanulmányt, amely új perspektívát javasol az ivaros szaporodás kialakulása mögött feltételezhető evolúcióbiológiai tényezők kutatásában.

„Az ivaros szaporodás kialakulása egyike az utóbbi fél évszázad során sűrűn kutatott evolúcióbiológiai problémáknak. Az eukarióták, vagyis valódi sejtmaggal rendelkező élőlények körében az ivaros szaporodás megközelítőleg 99%-os előfordulású. A jelenség azért szorul magyarázatra, mert tudjuk, hogy az ivartalan szaporodás rövid távon »kifizetődőbb«. Ezzel szemben az ivaros fajok hímjei nem képesek közvetlen módon utódokat hátrahagyni, és több ivaros faj esetében a nőstények sem. Továbbá az ivaros párzás költségeihez hozzátartozik a párválasztásra vagy udvarlásra fordított idő és energia is” – áll a tudományegyetem közleményében.

Egyben feltevődik a kérdés, miben keresendő az oka annak, hogy az eukarióták java mégis az ivaros szaporodást választotta az evolúció során?

A tanulmány által bemutatott, klasszikus evolúcióbiológiai álláspont az, hogy az ivaros szaporodás megjelenése a káros mutációkkal, parazitákkal és kórokozókkal szembeni védekezést szolgálja. A tanulmány szerzői nem cáfolják ezt a feltételezést, de kiegészítik egy fontos tényezővel: felvetésük szerint az ivaros szaporodás lehetővé teszi az élő szervezetekben az átadható, átörökíthető daganatsejtek immunális felismerését, és így akár a velük szembeni védekezést is. Számításba véve, hogy a daganatos csalósejtek megjelenése és kolonializáló működése a gazdaszervezetben jó eséllyel lehet halálos kimenetelű, a kutatók felvetése magyarázatot adhatna arra is, hogy „költségessége” ellenére mért szaporodik ivarosan a többsejtű élőlények jelentős része.

Az ivartalanul – osztódással, hasadással, bimbózással, spórázással – szaporodó élőlények az anyaszervezet genomjával azonos génállományú utódokat hoznak létre. Esetükben a rosszindulatú daganatsejtek utódokra való átörökítését, átadását épp a gazdaszervezet alacsony géndiverzitása és alulszabályozott antigéndeterminánsai teszik lehetővé. Ezzel szemben az ivaros szaporodás révén létrejött utódok azzal az evolúciós előnnyel rendelkeznek, hogy génállományuk nem közvetlenül azonos a szülők genomjával. Ez csökkenti a sejtburjánzással osztódó daganatsejtek alkalmazkodásának esélyeit, illetve a szervezet számára felismerhetővé, kiszűrhetővé teszi ezeket a sejteket. A kutatók néhány javaslatot is megfogalmaznak azzal kapcsolatban, hogy feltételezésüket milyen módszerekkel lehetne tesztelni.

„Kézenfekvő lenne például megvizsgálni, hogy olyan többsejtű élőlényeknél, amelyek ivaros és ivartalan szaporodásra egyaránt képesek, az ivaros, illetve az ivartalan úton létrejött utódok milyen mértékben hajlamosak a daganatos megbetegedésre. A hidrák megfelelő tesztalanyok lennének, hiszen ivaros és ivartalan szaporodásra is képesek.

Az állatklónozás területéről ugyancsak hasznos adatokat lehetne gyűjteni, a daganatsejtek előfordulása valószínűsíthetően magasabb lesz azoknál a beültetett embrióknál, amelyeknek a genomja azonos az anyjukéval, szemben azokkal, amelyek az anyjukétól eltérő génállománnyal rendelkeznek. Következésképp a kutatók azt állítják, hogy az ivaros szaporodás kialakulása azt az evolúciós időszakot jelzi, amikor az átadható daganatos sejtcsíkok elharapóztak az első többsejtűek körében” – olvasható a BBTE tájékoztatásában.