Strona główna > biologia, ewolucja, medycyna, nauka > Mieczyk Korteza, seksapil i nowotwory

Mieczyk Korteza, seksapil i nowotwory

Wrzesień 19, 2008 Dodaj komentarz Go to comments

Na nowotwory zapadają nie tylko ludzie, ale i inne zwierzęta (nawet rekiny chorują na raka.) Niektóre mieczyki i zmienniaki, czyli ryby należące do rodzaju Xiphophorus, miewają na płetwach ogonowych czarne plamki. Już w latach dwudziestych XX wieku zaobserwowano, że u hybryd dwóch gatunków, X. maculatus i X. helleri, komórki produkujące ten ciemny barwnik mogą przejść transformację nowotworową, i rozwinąć się w czerniaka. Wiadomo już, dlaczego hybrydowe rybki zapadają na nowotwór. U części gatunków odszukano na jednym z chromosomów miejsce, nazwane Tu, gdzie znajduje się dominujący onkogen Xmrk (Xiphophorus melanoma receptor kinase). Powstał on kilka milionów lat temu przez duplikację, a potem mutacje genu  EGFR (epidermal growth factor receptor), którego ludzki odpowiednik jest znany m.in. z tego, że jego nadmierna ekspresja łączy się z niektórymi nowotworami. Na innym chromosomie znajduje się sekwencja, którą oznaczono literą R, ponieważ reguluje ekspresję Xmrk. Inne gatunki nie mają ani Tu, ani R, ani plamek na płetwie ogonowej. Jeśli w wyniku krzyżowania dwóch gatunków w drugim pokoleniu otrzyma się hybrydy, które mają Tu, ale nie mają R, na ogonach rybek pojawiają się ciemne plamki, ale ponieważ nic nie powstrzymuje ekspresji Xmrk, z plamek rozwija się czerniak.

Mieczyki Korteza (A) Normalny mieczyk (B) Mieczyk z czerniakiem na ogonie

Mieczyki Korteza (A) Normalny mieczyk (B) Mieczyk chory na czerniaka

Długo sądzono, że nowotwory pojawiają się wyłącznie u hybryd różnych gatunków Xiphophorus. Jednak kilkanaście lat temu opisano czerniaka także u hodowanych w laboratorium rybek niebędących hybrydami, m.in. u X. cortezi, czyli mieczyka Korteza (Scharlt i in. 1995). W komórkach produkujących barwnik u tych rybek ekspresja onkogenu Xmrk jest znacznie wyższa, niż w pozostałych komórkach, i stymuluje ich transformację w komórki rakowe. Do powstania czerniaka nie są potrzebne żadne mutacje w Xmrk. Wydaje się, że wystarczająco groźna jest jego długotrwała nadekspresja i ewentualnie mutacje kilku innych genów wpływających na jego ekspresję, w tym tajemniczego R.

Jakiś czas podejrzewano, że nowotwór pojawia się tylko u rybek trzymanych w niewoli, ale dalsze badania wykazały, że występuje też wśród mieczyków na wolności, i do tego atakuje młode rybki. Ale wygląda na to, że przynosi im pewne korzyści.

Te wyniki zostały opisane w artykule Fernandez i Morris 2008. Wiele gatunków zwierząt używają wzorów i kolorów jako wabika dla płci przeciwnej. Naukowcy postanowili sprawdzić, czy tak jest również wśród mieczyków Korteza. Wybrali się więc na połów mieczyków w trzech różnych miejscach, i policzyli, ile wśród złowionych rybek ma duże ciemne plamy. Okazało się, że wśród samczyków jest to 30 do 40%, natomiast samiczki z dwóch miejsc nie mają plam, a z trzeciego plamy ma 15%. Następnie sprawdzili, jakich samców preferują złowione samiczki. Zaczęli od podzielenia pozbawionych plam na ogonie samczyków w pary jak najbardziej zbliżone pod względem wielkości i ilości ciemnych kresek na tułowiu. Następnie malowali jednemu samczykowi plamę na ogonie i wpuszczali parę do akwarium z samiczką, która od 4 tygodni nie miała kontaktu z innymi mieczykami. Po zbadaniu preferencji ponad 60 samiczek (19 lub więcej z każdego miejsca połowu) stwierdzili, reprezentantki populacji, gdzie samiczki nie mają ciemnych plam, dużo bardziej ceni sobie absztyfikantów z plamami na ogonie. Natomiast samiczki z populacji, gdzie 15% pań ma plamy, zdecydowanie wolą panów pozbawionych tej ozdoby.

Naukowcy wnioskują więc, że utrzymywanie się powodującego czerniaka genu Xmrt w populacji rybek wynika z tego, że zwiększa on atrakcyjność samczyków dla płci przeciwnej. Dobór płciowy może powodować, że w kolejnych pokoleniach atrakcyjne, choć niezdrowe, cechy stają się coraz bardziej wybujałe. Badacze sugerują również, że kiedy koszty stają się zbyt duże, trend może ulec odwróceniu, co widać w trzeciej populacji, gdzie samiczki nie uważają czarnych plamek za oznakę atrakcyjności. Inne badania sugerują, że przynajmniej niektóre wersje onkogenu Xmrt mogą być letalne dla homozygot – niemal nie udaje się uzyskać rybek, które miałyby dwie kopie takiej wersji (Schartl i in. 1998). Może więc w trzeciej populacji mieczyków owa wyjątkowo niebezpieczna wersja występuje częściej, niż w obu pozostałych.

Tak więc wygląda na to, że mieczyki chorują na raka, bo dzięki temu są bardziej atrakcyjne dla płci przeciwnej.

Jednak taka sytuacja niekoniecznie występuje tylko u rybek. Wiele genów, które wiążą się z powstawaniem nowotworów u ludzi, wydaje się podlegać pozytywnej selekcji (Crespi i Summers 2006). Dotyczy to np. genu BRCA1, którego niektóre allele powodują zwiększone ryzyko zachorowania na raka piersi (Pavlicek i in. 2004). Crespi i Summers zaproponowali więc hipotezę, według której allele promujące przyspieszony rozwój piersi u ludzi mogą mieć dodatkowe działanie – zwiększenie zapadalności na nowotwory. A wśród  różnych mniej lub bardziej odjechanych hipotez tłumaczących  pojawienie się u kobiet piersi większych, niż u innych naczelnych (np. jako efektu ubocznego związanego ze zwiększeniem zapasów tłuszczu chroniącego przed zimnem, patrz Pawłowski 1999), znajduje się także sugestia, że przyczyną jest atrakcyjność dla płci przeciwnej, czyli właśnie dobór płciowy (Jasieńska i in. 2004). Zatem zwiększona podatność na raka piersi byłaby skutkiem ubocznym kobiecych biustów większych, niż  te występujące u innych naczelnych. Summers i Crespi  w ogóle zajmują się szukaniem przyczyn pozytywnej selekcji w genach związanych z zapadalnością na raka – ostatnio opublikowali artykuł, w którym sugerują, że dobór płciowy działa także na geny związane z rozwojem nowotworów prostaty. Oczywiście należy pamiętać, że to tylko hipotezy, i może u ludzi sprawy mają się inaczej, niż u mieczyków.

Dziękuję profesorowi Pawłowskiemu za udostępnienie mi swojego artykułu.
Prace Summersa i Crespiego można znaleźć tutaj.

  1. KingKong
    Październik 2, 2008 o 5:25 pm

    Skoro umieściłaś ten artykuł w dziale „ewolucja” (choć nie potrafię zrozumieć dlaczego? Dobory :płciowy, naturalny, to przecie nie wymysł Darwina tylko Paleya. Chodzi o samo pojęcie doboru naturalnego, Darwin podał po prostu więcej szczegółów pisząc o doborze płciowym. No ale gdzie tu dowód na ewolucję w sensie neodarwinowskim? Te fakty dowodzą jedynie istnienia wewnętrznej selekcji bazującej na wewnętrznej zmienności, więc jeśli jest to jakaś ewolucja to mendlowska nie darwinowska:)
    A tak przy okazji: czytałaś Miggawko ten artykuł z ‚Nature’, który został skometowany tutaj?
    http://www.evolutionnews.org/2008/02/peter_atkins_dramatically_over.html

    Uważam ,że dobrze by było,żebyś poświęciła mu odrębny artykuł, ponieważ nie wierzę,żebyś go przeoczyła. Nie gniewaj się,ale z ewolucjonizmem jest jak z religią, kiedy pojawiają się niewygodne fakty tym gorzej dla faktów,a jak się udas ,to lepiej je przemyśleć (oczywiście-zaznaczam-mogę się mylić co do Twej złej woli w tym przypadku. Poprostu mogłaś artykuł przeoczyć!).

    pozdrawiam.

  2. Listopad 16, 2008 o 4:04 pm

    oczywiście że to jest właściwe miejsce na ten artykuł! a z ewolucją nie jest jak z religią! w nią się nie wierzy! dobór płciowy w tym przypadku prowadzi do stopniowego wzmocnienia cechy ( wyglądu samca), z czasem taka presja selekcyjna może doprowadzić do powstania nowego gatunku – przykładem błękitne i czerwone rybki z afrykańskich jezior, które żyjąc na różnych głębokościach z czasem poddane presji ( doborowi płciowemu tj. preferencji samic żyjących na płytkich głębokościach do wyboru błękitnych samczyków, a tych żyjących głębiej do wyboru czerwonych) rozdzieliły się w odrębne populacje choć nie stoi między nimi żadna bariera, poza gustem samiczek. Tak oto dobór płciowy bywa po prostu mechanizmem napędzającym ewolucję.

  1. No trackbacks yet.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d bloggers like this: