Афина Актипис - Клетка-предатель. Откуда взялся рак и почему его так трудно вылечить

Генетическое родство клеточных кластеров повышает вероятность развития сотрудничества между клетками, тем самым подготавливая почву для формирования многоклеточной жизни. Но что же такого хорошего в многоклеточных организмах? С какой стати клеткам вообще отказываться от возможности размножаться самостоятельно, как отдельным индивидам, ставя эволюционную приспособленность клеточного коллектива выше своей собственной?

Вы когда-нибудь задумывались о том, насколько проще была бы жизнь, будь у вас возможность клонировать себя? Один из вас ходил бы на работу, другой — мыл посуду и убирался дома, а третий разобрал бы, например, вашу электронную почту. И раз уж на то пошло, зачем останавливаться на трех? Почему бы не создать целую армию клонов, чтобы все успевать?

Именно поэтому жизнь на Земле и совершила скачок от одноклеточного образа жизни к многоклеточному: так было намного проще. В начале истории этой планеты доминировали одноклеточные организмы, такие как водоросли и бактерии, которые размножались и использовали ресурсы вроде углерода и азота. Затем появились клетки, которые опробовали новую стратегию: после деления они не становились двумя отдельными клетками, а оставались вместе, и в итоге у этих скоплений клеток появилась способность к разделению труда посредством регулирования геномов клеток: одни клетки теперь специализировались на перемещении всего организма, другие — на переваривании пищи, третьи — на размножении. Это сделало многоклеточные формы жизни гораздо эффективнее одноклеточных.

Конечно, это очень упрощенное описание эволюции многоклеточной жизни. У первых скоплений клеток были и многие другие преимущества перед отдельными клетками (например, способность защищаться от поглощения другими организмами и управлять рисками за счет совместного использования и хранения ресурсов). Группы клеток с такой коллективной организацией чаще выживали и процветали. Это было эффективной стратегией, и многоклеточная жизнь распространилась, заняв многие экологические ниши на нашей планете — от глубочайших океанических впадин до высочайших гор.

ЭВОЛЮЦИЯ МНОГОКЛЕТОЧНОЙ ЖИЗНИ НЕ СТОЯЛА НА МЕСТЕ И В ИТОГЕ ПРИВЕЛА К ПОЯВЛЕНИЮ БОЛЬШИХ И СЛОЖНЫХ МНОГОКЛЕТОЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ, ТАКИХ КАК ЧЕЛОВЕК.

Огромное сообщество клеток-клонов, работающих над единой целью по поддержанию жизни и здоровья (а также репродуктивного успеха) многоклеточного организма позволило добиться массового разделения клеточного труда, передвижения в беспрецедентных масштабах и эволюции сложнейших нервных систем, способных быстро обрабатывать информацию и реагировать на нее — прямо как вы делаете это сейчас, читая книгу.

Между тем, наряду со всеми этими преимуществами, многоклеточная жизнь связана и со своими проблемами. Большими проблемами. Чем больше клеточное сообщество, тем более привлекательной мишенью оно становится для потенциального злоупотребления — в частности, недобросовестными клетками, которые могут извлекать из него выгоду. Недобросовестное поведение — настоящий бич любой основанной на сотрудничестве системы, однако у данной проблемы есть несколько путей решения. Один из них — это генетическое родство. Если у индивидов, состоящих в биологическом родстве, имеются общие гены, отвечающие за взаимодействие (например, гены производства общественных благ), то их сотрудничество между собой приносит им пользу, в результате чего распространенность генов сотрудничества в следующих поколениях увеличивается. Многоклеточные организмы решают проблему недобросовестных клеток отчасти за счет генетического родства. В первом приближении наши многоклеточные тела состоят из генетически идентичных клеток, которые происходят от одной оплодотворенной яйцеклетки, что позволяет сохраняться генам, отвечающим за сотрудничество клеток и борьбу с их недобросовестным поведением.

Между тем одного только генетического родства недостаточно для обеспечения эффективного участия и координации. Представьте себе на секунду армию своих клонов: кто из вас будет главным? Будут ли остальные клоны вам подчиняться? Как вы будете координировать и распределять задачи или осуществлять обмен информацией для эффективного достижения поставленных целей? Что, если один из клонов окажется недобросовестным, злым или просто ленивым? Даже если у вас и всех ваших клонов будут общие цели и интересы — как у клеток нашего тела, — их наличие вовсе не обязательно решит задачу организации и координации вашей деятельности. Кроме того, если ваши клоны будут отличаться по степени развития различных навыков и мотивации, будет очень сложно понять, является ли кто-то из них (и если является, то кто именно) нахлебником (и что в таком случае с этим делать). Эти проблемы координации, регулирования и мониторинга сообщества клонов полностью аналогичны тем, которые приходится решать крупным, долгоживущим и сложным многоклеточным организмам.