מדוע אורגניזמים החלו לקיים יחסי מין, ולא פשוט להתרבות בצורה לא-מינית כפי שהחיים עשו במשך מיליארדי שנים - ועדיין, במקרה של אורגניזמים חד-תאיים וכמה צמחים ופטריות - זה קצת תעלומה. הרבייה המינית התפתחה לפני כמיליארד שנה ויותר, למרות האנרגיה הנוספת הנדרשת וההפרעה לכאורה של הצורך למצוא בן זוג מתאים. תיאוריות מונעות גורסות כי מין הפך לצורת ההתרבות הדומיננטית בגלל היתרונות של מגוון גנטי גדול יותר, מה שמאפשר לצאצאים להסתגל לסביבות משתנות ולשמור על מינים צעד אחד לפני הטפילים שהתפתחו כדי להכתים את ההורים.
אולם במאמר חדש שפורסם ב- PLOS Biology, צוות מדענים בראשות אוניברסיטת מונפלייה בצרפת ואוניברסיטת דיקין באוסטרליה מציעים סיבה נוספת לכך שהחיים התחילו והמשיכו לקיים יחסי מין: האיום של עומסי חופש סרטן הניתנים להעברה.
"אנו מציעים כי הרבייה המינית מתפתחת כדי למנוע פלישה על ידי תאי רמאים ניאו-פלסטיים אנוכיים הניתנים להעברה, ומכאן ואילך מכונים תאים סרטניים הניתנים להעברה", אומר פרדריק תומאס, ביולוג אבולוציוני באוניברסיטת מונפלייה, ומחבר הראשי של המחקר. "למיטב ידיעתנו, תרחיש סלקטיבי זה להתפתחות ראשונית של מין ברחבי עץ החיים הוא חדשני."
סרטן לא היווה בעיה עבור צורות החיים המוקדמות ביותר, הפרוקריוטות, או אורגניזמים חד-תאיים חסרי גרעין תאים, כמו חיידקים וארכיאה. יצורים אלה מתרבים באופן בלתי-מיני, ויוצרים עותק של הכרומוזום הייחודי שלהם ומשכפלים את עצמם בעצם.
אך הדברים השתנו עם התפתחות האוקריוטות לפני יותר מ -2.5 מיליארד שנה. אורגניזמים אלה מכילים גרעינים מרכזיים המקיפים את הגנום שלהם במערכת כרומוזומים. קבוצות של אאוקריוטות התחברו יחד ליצירת האורגניזמים הרב-תאיים הראשונים - קודמות כל החיים המורכבים בכדור הארץ, מצמחים ועד חרקים וזוחלים וכלה ביונקים. כאשר אורגניזמים אלה מתרבים, תרם חומר גנטי משני בני זוג ויוצר צאצאים ייחודיים גנטית.
"נראה שמין ליווה, מקדם ישירות או סימן את המעבר לחיים האוקריוטים", אומרת מורין ניימן, פרופסור חבר לביולוגיה באוניברסיטת איווה, שלמדה רבייה מינית, אך לא היה מעורב במחקר החדש. השאלה הגדולה בביולוגיה האבולוציונית, היא אומרת, היא מדוע.
סקס הוא ממש מסובך ולא יעיל. אורגניזמים רבים חייבים להשקיע משאבים ביולוגיים בתכונות המשמשות את המטרה הבלעדית למשוך בן זוג, כמו נוצות טווס. אפילו פעולת ההעתקה עצמה טומנת בחובה סיכון. "אורגניזמים הם לרוב ממש תקועים זה בזה, וזה לא ממש מצב נהדר, " אומר ניימן. הרעיון שיצור יצליח מספיק כדי להגיע לבשלות רבייה ירצה להתעסק עם הנוסחה הגנטית הוא גם מוזר. "אתה סוג של דבר בטוח אם התבגר והצלחת. למה היית הולך לעשות תינוק שונה ממך? "
על ידי מיזוג גנטיקה, רבייה מינית מייצרת מגוון גנטי גדול יותר באוכלוסייה, ומגביל את העברת תאי הסרטן על פני אנשים באוכלוסייה. (תומאס ואח '/ PLOS Biology 10.1371) תיאוריה מובילה אחת ידועה בשם השערת המלכה האדומה. הרעיון מציע שככל שהתפתחו החיים הרב-תאיים, כך גם הטפילים והפתוגנים שפקדו אותם. על ידי שימוש במין ליצירת צאצאים עם תכונות גנטיות ייחודיות, חלק מהצאבים עשויים לרכוש התנגדות לבאגים שאחרים יאיימו על מינים שלמים. רבייה מינית משמשת כדרך להישאר צעד קדימה במירוץ החימוש האבולוציוני. (שם ההשערה בא מהצהרה של המלכה האדומה לאליס בספרו של לואיס קרול מבעד למראה הזכוכית : "עכשיו, הנה, אתם מבינים, דרוש את כל הריצה שתוכל לעשות כדי לשמור באותו מקום." )
המחקר החדש מעלה כי תאי סרטן יכולים להיחשב כצורה אחרת של טפיל. כאשר התאים המוקדמים התאגדו זה לזה ויצרו אורגניזמים יחידים ואוקריוטים, אורגניזמים אלה היו צריכים להגן מפני תאים חברים שמסרבים להכפיף את עצמם לכלל - "תאי רמאים פנימיים", או תאים סרטניים. אורגניזמים רב-תאיים מוקדמים היו צריכים גם הם לפתח הגנות מפני פולשים לתאים ממאירים מאורגניזמים אחרים, או מחלות סרטן הניתנות להעברה.
מערכות חיסון מוקדמות כאלה היו מתקשות להבדיל בין תאים בריאים וממאירים, לטענת המחקר, אם רבייה מינית יוצרת צאצאים המובחנים גנטית מהאורגניזמים הסובבים אותם. מיקוד לתאים סרטניים יכול היה ליצור לחץ אבולוציוני לחיבוק המין, בדומה ללחץ הטפילים והפתוגנים האחרים.
"לתאים ממאירים - לפחות לדעתנו - יש חשיבות זהה לביולוגיה ואקולוגיה אבולוציונית כמו טפילים שאינם עצמיים ולכן יש לראותם חשובים כמו טפילים ומיקרוביוטה", אומר תומאס. "סרטן הוא לא רק מחלה, זה כוח אבולוציוני."
רעיון זה יכול להיות דרך חדשה וחזקה לחשוב על אבולוציה, על פי סטיב ג'ונסון, ביולוג הבוחן את התפתחות יחסי הגומלין בין יחסי מין וטפילים באוניברסיטת ניו אורלינס. "ככל שאני חושב על זה, אני באמת מאמין שזו יכולה להיות גישה חדשה וחשובה מאוד", הוא אומר בהודעת דוא"ל. "אני אוהב במיוחד את הקישור בין דוגמנות המלכה האדומה לרעיון שהתרבות מינית מפחיתה סוג טפיל ייחודי, תאי הסרטן הניתנים להעברה."
"אתה יכול לחשוב על סרטן כתופעה אנוכית זו שמתה עם האדם", מוסיף ניימן. "אבל מה אם זה לא היה? איך זה ישנה את הנוף האבולוציוני? "
בעיתון פרשו תומאס ועמיתיהם כמה מהשינויים בנוף האבולוציוני שהם היו מצפים לראות אם ההשערה שלהם נכונה. סרטן הניתן להעברה, למשל, עשוי להיות נדיר במינים המתרבים באופן מיני, וזה למעשה המקרה. קיימים רק קומץ דוגמאות, כמו נגעי פנים שטן טסמניות ולוקמיה בכמה צדפות.
הצוות גם חוזה שרוב המינים המתרבים באופן בלתי-מיני הם או צעירים יחסית או מותאמים במיוחד להתנגדות לסרטן. ואכן, הם גילו כי בערך מחצית משושלות א-מיניים ידועות מוערכות כילדות מ- 500, 000 שנה. העיתון החדש מדווח כי "50 אחוז הנותרים של שושלות מורכבים מאורגניזמים שערורייתיים מבחינה אבולוציונית. אורגניזמים כאלה, אומר תומאס, עשויים להיות שווה ללמוד כדי ללמוד יותר על ההגנות שלהם נגד סרטן לשימוש רפואי.
אבל יש סיבה שמקור המין נחשב לבעיה קשה בביולוגיה האבולוציונית. להערכתו של ניימן, ישנם מרכיבים מהתיאוריה החדשה שלא ממש מסתכמים - לפחות עדיין לא. נדירותם של סוגי סרטן הניתנים להעברה בקרב יצורים בימינו, למשל, לא עשויה לתמוך בתיאוריה חדשה זו.
"יקום בו הסרטן הסביר את המין יחייב שהסרטן המדבק הזה היה נפוץ למדי", אומר ניימן. היא גם תוהה באחת מההנחות המרכזיות של התיאוריה, שהייחוד הגנטי של הורים וצאצאים יהיה למעשה גורם להילחם בהצלחה בזיהום סרטני. "אני לא בטוח שזה נבדק היטב, וזו הנחה חשובה ביותר."
תומאס מודה כי יש לאמת את ההשערה של קבוצתו באמצעות ניסויים, שבשלב זה הוא חסר. "אנו מציעים בעיתון מספר כיוונים לכך, והאלגנטי ביותר יהיה להשתמש בשיבוט בעלי חיים כדי להעריך את הסיכון להעברת תאים סרטניים הקשורים להתרבות א-מינית", הוא אומר. אם התאוריה החדשה של רבייה מינית נכונה, הסבירות שאם תעביר תאים סרטניים לצאצאיה צריכה להיות גבוהה יותר אם העובר הוא שיבוט מושתל של האם, ולא עובר מובחן גנטית.
הצוות עובד גם עם הידרה משובטת, אורגניזמים ימיים שיכולים להתרבות מינית וגם לא-מינית בהתאם לתנאי הסביבה. לדברי תומאס מדסן, מדען חיים מאוניברסיטת דיקין, ושותף למחקר החדש, המטרה היא "לנסות" להדביק "הידרות של המשובטים הבריאים בתאי סרטן ולחקור את תגובתם האבולוציונית." אם התיאוריה החדשה של המין נכונה, הידרות נגועות צריכות לבחור רבייה מינית על פני אי-מיני.
אך מקור המין תמיד היה מבולגן, וניימן מאמין שהוא יישאר ככה. "אני חושבת שהמורכבות והמבולגנות הצודקת של הביולוגיה לרוב תובעת את מה שאנחנו מכנים הסברים פלורליסטיים או מרובים", היא אומרת. "אני לא חושב שיהיה פיתרון כללי, אלגנטי, יחיד ופשוט, אי פעם."
