سرطان تقریباً در سراسر دنیای پستانداران حضور دارد، اما برخی گونهها به شکلی شگفتانگیز با آن کنار میآیند. پژوهش جدید نشان میدهد نحوه اشتراک غذا، رقابت، مراقبت و رفتارهای اجتماعی میتواند تعیین کند هر گونه حیوانی تا چه حد توان تحمل سرطان را دارد.
دانشمندان در این مطالعه سوابق کالبدگشایی هزاران حیوان باغوحش را با ویژگیهایی مانند اندازه بدن، نوع زادآوری، سبک زندگی اجتماعی و میزان همکاری تطبیق دادند.
تیم پژوهش مدل ریاضی جدیدی ساخت تا بررسی کند آیا در برخی شرایط، افزایش سرطان در سنین بالا میتواند حتی جمعیت یک گونه را بزرگتر هم بکند.
ریسک سرطان در طول زندگی حیوانات
سرطان زمانی آغاز میشود که برخی سلولها بیوقفه تقسیم میشوند، چراکه باید متوقف شوند اما همچنان رشد میکنند و به بافتهای مجاور هجوم میبرند.
در هر گونه، ریسک سرطان بخشی از «تاریخ زندگی» حیوان است؛ یعنی روند رشد، تکثیر و پیری.
حیوانات بزرگ مانند نهنگها و فیلها برخلاف انتظار، بار سنگینی از سرطان ندارند. این پدیده با نام پارادوکس پیتو شناخته میشود؛ یعنی افزایش تعداد سلولها لزوماً به افزایش تومورها منجر نمیشود.
چگونه ریسک سرطان تکامل پیدا میکند؟
رهبری این پژوهش بر عهده کاتالینا سییرا، پژوهشگر دانشگاه بوئنسآیرس بود. تمرکز او بر تکامل ریسک سرطان در پستاندارانی است که در شرایط متفاوت اجتماعی، زیستی، اقلیمی و رقابتی زندگی میکنند.
پژوهشهای پیشین روی ۳۷ گونه پستاندار نشان داده بودند که میزان بروز تومور بین گونهها بسیار متفاوت است.
این نتایج اولیه نشان میدادند عوامل کلیدی مانند سرعت رشد، تعداد فرزندان و طول عمر بر ریسک سرطان اثر دارند.
سرنخهایی درباره سرطان از دنیای حیوانات
در این بررسی جدید، سییرا و همکارانش دادههای سرطان را با یک مدل سهمرحلهای ترکیب کردند. این مدل روابط رقابت و همکاری در جمعیت حیوانات را بازسازی میکند.
پایگاه داده این پژوهش شامل حدود ۲۰۰ گونه پستاندار غیر اهلی است که حداقل ۲۰ کالبدگشایی معتبر از آنها ثبت شده بود.
در مرحله اول، محققان عوامل بدیهی مانند جرم بدن و نرخ متابولیسم را بررسی کردند. آنها انتظار داشتند بدنهای بزرگ یا متابولیسم سریع سرطان بیشتری نشان دهند اما چنین نشد.
این نتیجه تأییدکننده یافتههای قبلی بود که نشان میداد بین این عوامل با ریسک سرطان همبستگی قوی وجود ندارد.
رفتار اجتماعی و مراقبت والدین
پژوهش سپس به بررسی نرخ نئوپلازی (رشد غیرطبیعی بافت که شامل تومورهای خوشخیم و بدخیم است) در گونههای مختلف پرداخت.
نتایج نشان داد اندازه زادوولد بسیار مهمتر از اندازه بدن است؛ یعنی حیواناتی که زادوولد بزرگ دارند بهطور پیوسته نرخ سرطان بالاتری نشان میدهند.
این الگو تنها محدود به پستانداران نیست. دادههای مقایسهای مهرهداران نشان دادهاند شیوع سرطان با جرم بدن افزایش پیدا میکند اما با طولانیتر شدن بارداری کاهش مییابد.
این شواهد جدید تیم پژوهش را به سمت نقش ویژه رفتار اجتماعی و سرمایهگذاری والدین در تکامل سرطان هدایت کرد.
چگونه رفتار اجتماعی مسیر سرطان را تغییر میدهد؟
در مدل، منابع غذایی و زیستی بهعنوان یک مخزن مشترک در نظر گرفته شده که میان سه گروه تقسیم میشود: نابالغها، بالغهای تولیدکننده، سالمندان کمتولید.
بالغهایی که برای این منابع رقابت میکنند تعیین میکنند چه تعداد جوان زنده بمانند و به مرحله تولیدمثل برسند.
در چنین چارچوبی، پدیدهای به نام اثر هیدرا رخ میدهد؛ یعنی افزایش مرگومیر میتواند بهطور متناقض جمعیت را بزرگتر کند.
اگر سالمندان سهم کمی در مراقبت داشته باشند اما منابع مصرف کنند، مرگ بیشتر آنها فضای بیشتری برای جوانان باز میکند.
همکاری چگونه ریسک سرطان را کاهش میدهد؟
در گونههایی که رقابت شدید داخلی دارند، فشار بر منابع بیشتر است. مدل نشان داد در چنین شرایطی سرطان در سنین بالا میتواند جمعیت را افزایش دهد، زیرا رقبا را از چرخه منابع کنار میزند.
«از پایگاههای داده عمومی نشان میدهیم که گونههای دارای رفتارهای تعاونی شیوع و مرگومیر پایینتری از سرطان دارند.» — سییرا
این الگو زمانی در مدل نمایان میشود که سالمندان نقش پررنگی در کمکرسانی ندارند. در این صورت مرگ ناشی از سرطان، تنها حذف یک رقیب ضعیف است.
چگونه مراقبت از نسل جوان، سالمندان را در برابر سرطان محافظت میکند؟
در گونههایی که سالمندان در مراقبت از جوانان، تقسیم غذا یا دفاع از گروه مشارکت دارند، سنین بالاتر ارزش تکاملی پیدا میکند. در چنین گونههایی تکامل به سمت بازدارندههای قوی سرطان حرکت میکند.
این رویکرد بر مبنای مفهوم برازندگی فراگیر است؛ یعنی موفقیت ژنتیکی که از طریق کمک به خویشاوندان حاصل میشود.
در پستانداران اجتماعی، سرطان که سالمندان معتمد را زود از بین ببرد بهشدت نامطلوب میشود.
اما در گونههای تنهازیست یا رقابتی، سرطان میتواند همچون فنئوپتوز عمل کند؛ گونهای از «مرگ برنامهریزیشده» که راه را برای جوانترها باز میکند.
نقش سبک زندگی
برای مثال، موش کور برهنه در کلنیهای متراکم با ساختار طبقاتی زندگی میکند اما برخی گوشتخواران بهصورت انفرادی شکار میکنند.
جوندگان بسیار اجتماعی تقریباً هیچ توموری در اسارت نشان نمیدهند.
البته این نتایج به معنای مفید بودن سرطان برای فرد نیست، بلکه نشان میدهد تکامل در گونههای مختلف سطح تحمل متفاوتی برای سرطان در سنین بالا ایجاد کرده است.
محدودیتها و مسیر پژوهشی آینده
بخش بزرگی از دادهها از باغوحشها جمعآوری شده، بنابراین شرایط طبیعی ممکن است متفاوت باشد.
مدل نیز پیچیدگی سرطان را سادهسازی میکند و تنها بر افزایش یا کاهش مرگومیر سالمندان تمرکز دارد.
با وجود این محدودیتها، این پژوهش رشتههای مختلفی از زیستشناسی سرطان، اکولوژی، تکامل و جامعهزیستی را در یک تصویر یکپارچه جمع میکند.
در مورد انسانها، این مطالعات نشان میدهد ریسک سرطان تنها نتیجه زیستشناسی نیست بلکه از پیشینه اجتماعی نیز اثر میپذیرد.
پژوهشهای آینده بررسی خواهند کرد آیا بیماریهای دیرهنگام دیگر مانند اختلالات عصبی یا مشکلات قلبی نیز میان گونههای اجتماعی و رقابتی رفتار متفاوتی دارند یا خیر.
اگر چنین باشد، متخصصان ممکن است در آینده این بیماریها را بهعنوان شرایطی تکاملیافته و مرتبط با سبک زندگی جمعی ارزیابی کنند، نه فقط مشکلات پزشکی.
این پژوهش در مجله Science Advances منتشر شده است.
اگر این نگاه تازه به تکامل سرطان برای شما جذاب بود، دیدگاه خود را در بخش نظرات بنویسید یا این مقاله را با دوستان علاقهمند به زیستشناسی به اشتراک بگذارید.
