Здравствуйте!Ответьте, пожалуйста. Почему человечество с количеством 2000 особей не погибло от инцеста? Ведь как я понимаю генофонд был истощен до предела.
Конечно, можно предположить, что скорость мутации была ОЧЕНЬ высокой и она перекрывала подобные проблемы, но все равно для меня это не понятно.
По-видимому, 2000 особей - это нижний предел, за которым происходят негативные явления. Кстати, есть племена пигмеев, они такими стали из-за близкородственного скрещивания, было бы интересно узнать численность их племен.
Нашла в интернете по теме близкородственного скрещивания
Краткое содержание - человечество выжило (речь шла о 10 тысячах особей, а не о 2), но при этом сохранилось большое число невыгодных мутаций, что сделало нас восприимчивыми к генным заболеваниям, например, к раку.
И еще о пигмеях. Их численность оценивают от 150 до 300 тысяч человек, но живут они изолированно, размер племени - 100-300 человек. В истории человечества было еще одно "узкое место". Через Берингов пролив на американский континент прошло 5-10 тыс человек. Они являлись предками всех американских народов - аборигенов. P.S. Что-то не слышно поклонников сотворения человека богом. Там все человечество от двух человек произошло, а во время великого потопа от двух десятков человек восстановилась вся популяция! И популяция всех животных, которых было по паре. Вот где близкородственные браки со всеми вытекающими...
Не могу ответить как специалист: мне самому было бы интересно мнение генетиков по этому вопросу.
Я слышал, что скорость мутаций примерно постоянна и это обстоятельство даже используется для датировки разделения популяции на подвиды.
В чём опасность инцеста? Насколько я понимаю, проблема в увеличении рецессивных заболеваний. Большинство имеющихся у нас генов присутствует у нас в двух вариантах, называемых аллелями. Один аллель достаётся нам от матери, другой -- от отца. Рецессивные признаки (в частности, заболевания), по определению, проявляются только тогда, когда оба аллеля дефективны. У каждого из нас есть дефективные аллели, но вероятность больного потомства мала, так как у не связанных родством родителей (т.е. людей с непохожими генами) эти дефекты -- обычно в разных генах. Если же в брак вступают близкие родственники (т.е. люди с похожими генами), у них выше шанс передать потомству два дефективных аллеля одного и того же гена, т.е родить больного ребёнка.
Эта проблема -- в первую очередь для отдельной особи (или семьи). С другой стороны, для генофонда популяции может оказаться полезным, если носители одиночных дефективных мутаций не оставляют жизнеспособного потомства, т.е. инцест может нести и очистительную функцию в масштабе популяции. (Вопрос для специалистов: так ли это на самом деле?)
Наконец, сам факт выживания индивидуума и популяции -- вероятностный. Мы действительно можем сказать, что вероятность выживания некоей популяции снижается при падении её численности. Однако подсчитывая вероятность выживания популяции людей с численностью 2 тысячи и получая ничтожно малые значения мы, как мне кажется, попадаем в определённую логическую ловушку.
Скорее всего, многие популяции гоминидов проходили через такие же (или ещё более катастрофические) популяционные сокращения и многие из них не пережили этих испытаний. Вероятность того, что конкретная априори выбранная популяция переживёт сокращение численности до 2000 особей может быть ничтожно мала, и в то же самое время вероятность выживания одной из таких популяций может быть достаточно большой.
Важливо Отклоняюсь от темы. Одним из механизмов защиты генофонда считается такое заболевание, как рак. Хотя в свете данного постулата рак не совсем заболевание, а выработанный в процессе эволюции механизм, крайне негативный для конкретной особи и полезный для популяции в целом. Суть в том, что нормальная клетка становится злокачественной, когда в ней накапливается критическое число генетических дефектов (возникающих не только под влиянием факторов внешней среды, но и в результате ошибок редупликации, накопления активных форм кислорода и т.д.). И, чтобы эти мутации не передались следующему поколению, запускается механизм канцерогенеза, в результате которого «давшая сбой» особь гибнет. Появление мутации в одной клетке, а тем более, накопление нескольких – явление само по себе маловероятное, однако, если учитывать огромное число клеток в организме, то вероятность значительно повышается. Очевидно, что вероятность также повышается и с течением времени (поэтому пожилые болеют чаще). Напрашивается вывод, что появление полностью трансформированной клетки (на самом деле лишь «верхушки айсберга») лишь вопрос времени. Но не всё так плохо: с точки зрения специалистов знание механизмов возникновения злокачественных опухолей дает возможности к поиску новых способов лечения и «отодвигания» этой патологии за рамки продолжительности жизни. С другой стороны, были проведены исследования, доказавшие «очистительную» функцию рака, так как чем выше предрасположенность к раку носителей конкретного гена, тем меньше в популяции особей с этим геном.
Возможно это и так для тех раков, которые убивают до достижения репродуктивного возраста. Однако таких раков меньшинство. Наблюдаемый сейчас всплеск заболеваемости раком в основном является результатом удлинения жизни и затрагивает людей, вышедших из репродуктивного возраста. В этом случае рак не несёт никакой функции очистки генофонда, потому что не влияет на передачу генетического материала потомству.
Мне кажется, это тоже не совсем так. Первая линия обороны организма против возникающих генетических дефектов -- это механизм проверки репликации ДНК с помощью полимеразы.
Второй -- иммунная система организма.
В запуске канцерогенеза нет осмысленности, которая (как мне видится) подразумевается во фразе "чтобы эти мутации не передались следующему поколению, запускается механизм канцерогенеза". Это не механизм, а результат сбоя естественных механизмов автокоррекции.
Мне попадалось сообщение об исследовании трупов молодых мужчин, погибших в автокатастрофах, на предмет раковых заболеваний. Неожиданностью была высокая частота рака, казалось бы не соответствовавшая смертности от рака в этом сегменте популяции. На основе этого противоречия делался вывод о том, что "в норме" мы часто имеем очаги рака, однако иммунная система справляется с ними. Рак проявляется как заболевание только тогда, когда иммунная система не в состоянии подавить очаг рака.
Это напоминает тот факт, что старые инфекции менее вирулентны по отношению к своему естественному носителю -- в результате сосуществования с носителем они либо убивают популяцию, либо происходит селекция более устойчивых к инфекции носителей и менее агрессивных штаммов.
Пардон, упустила важную информацию: описанные выше идеи высказаны рядом ученых-онкологов, в частности, доктором биологических наук А.В. Лихтенштейном. Хочу спросить вопрос. С полгода назад встретилась информация, что ученые на спине лабораторной мыши с помощью стволовых клеток вырастили человеческое ухо (фотографию не буду приводить, она слишком страшная, ее нетрудно в интернете найти). Вопрос в том, как они сделали так, что выросло именно ухо? Ведь стволовые клетки одинаковые.
Какую предсказательную силу имеет предположение об очищающем генофонд популяции значении рака? Позволяет ли оценивать риск того или иного типа рака? Даёт ли новые методы диагностики и лечения?
Пока мне кажется, что это предположение относится скорее к метафизике, а не науке. (А кроме того, без конкретизации видов рака оно, по-моему, просто неверно.)
Если имеется в виду мышь доктора Ваканти, то судя по тому что мне удалось найти, там использовалась ткань коровьего хряща, а не человеческие клетки. Ухо выросло потому, что исходный синтетический каркас, в котором прорастали клетки хряща, был сделан в форме уха. Коровьи клетки не отторгались мышью, потому что мышь была выбрана не простая, а мутантная -- у неё практически не было иммунитета.
Ладно.
С эволюционной точки зрения особи, вышедшие из репродуктивного возраста, бесполезны, поэтому природа о них и не заботится.
Неконтролируемый рост клеток запускается в результате нарушения функций протоонкогенов и опухолевых супрессоров.
Протоонкогены – нормальные клеточные гены, контролирующие процессы деления и дифференцировки клеток. Когда они мутируют, то эти процессы нарушаются, протоонкоген становится онкогеном.
Опухолевые супрессоры (анти-онкогены) обеспечивают либо возможность клетке «починить» ДНК в случае ее повреждения, либо апоптоз клеток. При раке защита в виде апоптоза отсутствует, что приводит к росту опухоли.
Эти нарушения приводят к следующим следствиям:
1. нарушению сигнальных путей. Один из примеров такого нарушения: если в норме рост клеток регулируется факторами роста, которые активируют протеинкиназные рецепторы в клеточной мембране, что в свою очередь приводит к передаче сигнала в ядро и запуску процесса деления, то раковые клетки способны делиться в отсутствие физиологических факторов роста, так как они способны производить свои собственные.
2. снижению чувствительности к сигналам ингибирования роста клеток.
3. нарушениям в клеточном цикле. Клеточный цикл включает 4 фазы, которые контролируются последовательной активацией ряда протеинов, называемых циклинами. Различают, по крайней мере, 15 циклинов. Онкогенные изменения циклинов, циклин-зависимых киназ и других компонентов клеточного цикла встречаются в 90% всех видов опухолей.
4. нарушению апоптоза. Различают два пути апоптоза: когда он вызывается внешними и внутренними факторами. Как раз к одним из внешних факторов и относится участие иммунной системы (Т-лимфоциты при обнаружении поврежденных клеток «впрыскивают» в них гранзимы (ферменты протеазы), которые за счет активации каспаз запускают апоптозный каскад). В 30-70% случаев рака имеет место повреждение гена р53 (протеин р53 запускает апоптоз, когда повреждение ДНК обнаруживается самой поврежденной клеткой - внутренний фактор).
5. теломеры становятся бесконечными. Теломера – фрагмент хромосомы, локализованный на ее концах. Теломера определяет число делений клетки. С каждым делением длина теломеры укорачивается, и как только она уменьшается до определенной критической длины, происходит остановка клеточного цикла. У опухолевых же клеток поддерживается бесконечность теломеры (она постоянно достраивается), следовательно, процесс их деления тоже непрерывен.
6. ангиогенезу. Для постоянного роста опухоли требуется приток питательных веществ, кислорода и т.д., то есть необходимо хорошее кровоснабжение. Поэтому опухоль вырабатывает особые факторы роста, стимулирующие ангиогенез. В этой связи есть один коварный момент: так как опухоль все равно не сможет обеспечить себе достаточного кровоснабжения из-за интенсивного роста, то клетки в ее центре будут находиться в бездействии. При противоопухолевой терапии обычно именно эти клетки не затрагиваются, когда лечение прекращается, клетки «оживают», и наступает рецидив.
7. метастазам.
Это тезисно и упрощенно, на самом деле по каждому пункту можно написать несколько страниц текста с таблицами и схемами.
Мне кажется, что любые гипотезы имеют право на существование, если они не наносят вред. Данную гипотезу я не отвергаю и не поддерживаю, так как не являюсь онкологом, а просто привела для общего развития. В пользу гипотезы говорит, например, тот факт, что такие абсолютно нормальные клетки, как стволовые, также способны к неограниченному самовоспроизведению и зачастую перерождаются в рак, если вводить их взрослой особи.
Практическое же ее значение заключается в возможности поиска новых мишеней для разработки новых противораковых средств (если принять данную теорию, то, грубо говоря, должен существовать ген, запускающий канцерогенез, если его научиться блокировать, то рак побежден). Возможно, это метафизика, профанация - как угодно, но: большинство (буду осторожна в высказываниях - вдруг что-то уже есть) существующих лекарственных средств воздействует лишь на отдельный этап канцерогенеза. В этой связи, мне кажется, любую возможность получения препарата, действительно излечивающего рак, стоит использовать.
Дееспособная бабушка может своей заботой о внуках повысить их шансы выживания, сделав более вероятным передачу своих собственных генов будущим поколениям. Возможно этим эффектом отчасти объясняется менопауза.
Правильно ли выразить это (ещё более упрощённо) словами, что для классификации клетки как раковой необходимо и достаточно нарушение одних сигнальных путей (апоптоза в широком смысле слова) и сохранение других (отсутствие антигенного конфликта с иммунной системой)?
Разве пункты 1-7 присутствуют во всех случаях канцерогенеза? Например, неужели лейкемии тоже сопровождаются ангиогенезом?
Честно говоря, не вижу, как эта гипотеза помогает объяснить перерождение стволовых клеток.
По моему, раковые заболевания слишком многообразны по своей этиологии, чтобы можно было реалистично надеяться на один единственный способ лечения.
При условии наличия дееспособных детей, вовремя заводящих семью и предоставляющих бабушке внуков.
Краткость - с.т.?
Не сопровождаются. Это общее объяснение.
Да ваще фиговая гипотеза.
В чём это многообразие? Мне кажется, рак возникает по разным причинам (если они очевидны, например у курильщика рак горла или после интенсивного загара - меланома), поражает разные ткани, но развитие (см. пункты 1-7) разве не имеет общие черты (это действительно вопрос, я правда не знаю)?
Подумала, что у нас в Клубе много разговоров на темы, лежащие в области эволюции и генетики и имеет смысл вынести их в отдельную тему
Всем заранее спасибо за разъяснения и ликбез
врождённая мутация -- наследственные виды рака, например мутация в генах BRCA1 BRCA2 -- рак груди;
мутация при митозе вследствие:
ослабления клеточного иммунитета, например имуносупрессоры (или СПИД) -- саркома Капоши;
увеличения свободных радикалов в результате ионизирующего облучения, например радон -- рак лёгких;
вирусных заболеваний, например HPV вирус -- рак шейки матки;
действия токсинов, например табачный дым -- рак лёгких;
действия наночастиц, например асбест -- злокачественная мезотелиома;
случайного сбоя режима автокоррекции митоза (наверное сюда попадают все остальные типы).
Конечно у раковых клеток есть общие черты, но эти черты слишком тонкие для дифференциации раковых и нормальных клеток в раковой терапии. Именно поэтому лечение рака связано с такими тяжёлыми побочными эффектами -- здоровые клетки всегда гибнут в процессе такой терапии, пусть с меньшей вероятностью чем раковые. Пока все терапии основаны на действии частотного фильтра, а не гипотетическом механизме однозначной идентификации клетки как раковой.
Злокачественные опухоли различаются по тканям, которые они поражают. Бывают опухоли эпителиальных тканей (карцинома) и неэпителиальных (саркома). При этом опухоли действительно крайне вариабельны в зависимости от расположения и состояния организма хозяина. Также каждая опухоль неоднородна и сама по себе.
Большинство терапевтических средств действительно влияют как на опухолевые, так и на нормальные клетки, потому что и там, и там одни и те же мишени воздействия. Кроме того, к сожалению, многие препараты оказывают лишь паллиативное действие, так как влияют лишь на одно из звеньев сложной цепи канцерогенеза. Тем не менее, надежду разработать что-то более мощное и менее токсичное дает генная терапия (позволяющая как раз использовать различия между нормальной и опухолевой клеткой, т.е. генные мутации). Цитирую: «Существуют многочисленные эксперименты, показывающие, что компенсация единственного гена-супрессора может приводить к подавлению опухолевых свойств клеток».
Примеры: применение препаратов, содержащих моноклональные антитела (антитела, культивированные по определенной технологии, способные узнавать ряд опухолевых антигенов), которые активируют противоопухолевый иммунный ответ в организме человека; введение этих антител в комплексе с химиотерапевтическим средством (антитело, взаимодействуя с опухолевым антигеном, тем самым еще и доставляет именно к опухоли препарат, что обеспечивает бОльшую его концентрацию, чем это возможно при обычной терапии, и меньшее число побочных эффектов); введение в опухолевые клетки, например, гена-супрессора р53 и т.д.
Очевидно, что данный подход гораздо более точечный, чем обычные терапевтические способы лечения, хотя ведутся активные разработки и препаратов с более традиционным механизмом действия.
У разных видов рака настолько различны этиология и генетика, что стоило бы рассматривать рак как (не вполне чётко определённую) группу заболеваний, а не одно заболевание. По-моему даже для одного вида клеток возможны генетически различные виды рака (иначе откуда классификация раков по их гормональной зависимости?).
С этим связан один из парадоксов в лечении рака: более агрессивные опухоли легче лечить -- именно потому, что там клетки более уязвимы по отношению к цитостатикам за счёт своего быстрого деления.
Да, мне тоже кажется, что дальнейшие успехи терапии будут основаны на генной инженерии. Хотя нельзя исключать и возможности прорыва в какой-то не вполне традиционной области, например фотонной терапии основанной на идеях Гурвича
Для неспециалиста вы удивительно хорошо разбираетесь в биологии. Мегареспект.
И вы правы - есть теория, что близкородственные браки могут иметь положительный эффект - именно за счет "очищения" популяции от мутантных аллелей. Согласно этой теории, инбридинг (инцест это все-таки другое ) в тех популяциях, где он традиционен, менее опасен, чем в тех, где является исключением - за счет того, что в традиционно-инбредных популяциях частота рецессивных заболеваний меньше.
Насколько я знаю, это объясняется уникальностью набора мутаций в каждом отдельном случае заболевания. В настоящее время существует банк образцов тканей различных опухолей, который постоянно пополняется.
Насчет гормонов (стероидных) - их относят к промоторам, то есть к веществам, не инициирующим возникновение опухоли (инициаторы), но стимулирующим ее рост. Гормонозависимые опухоли содержат в своих клетках рецепторы соответствующих гормонов, соответственно, и поражаются органы (половые), где эти гормоны в основном действуют. Для половых гормонов характерна способность к пролиферации определенных тканей, например, молочной или предстательной железы, что, предположительно, и объясняет их участие в росте опухоли.
Это да. Клетки, которые почти не обновляются (глазной хрусталик, например), практически не перерождаются в опухоль.
Интересно. Любопытно было бы почитать его работы (или не его, но по фотонной терапии) по изучению канцерогенеза.
Спасибо за комментарий. Я рад подтверждению со стороны специалиста.
Можно ли объяснить чем-то -- кроме генетического различия изначальной раковой мутации -- тот факт, что одни и те же типы переродившихся раковых клеток могут различаться по тому, какие гормоны они вырабатывают и на какие гормоны они откликаются? А такое бывает:
