Парадоксы эволюции. Как наличие ресурсов и отсутствие внешних угроз приводит к самоуничтожению вида и что мы можем с этим сделать

Необходимо отметить, что практически все современные биологические теории (особенно отметим ОПЭ Уильяма Миллера, УПС: глава XI) рассматривают хромосомные конструкции в качестве чрезвычайно пластичных систем – как в части динамики генома, в первую очередь генных сетей, так и в части их механической структурированности и целостности. Есть вполне обоснованное мнение, что биофизические и даже скорее биомеханические процессы в ДНК являются не менее важными инструментами управления генетической информацией наряду с биохимическими (Milstein J. N. and Meiners J.-C., 2011). И, соответственно, нарушение этой пластичности служит если не корневой причиной ракового перерождения клетки, то одним из его ключевых проявлений и ведущих факторов развития.

Вообще, теория хромосомной нестабильности – гипертрофированной пластичности – как причины рака исторически была господствующей в онкологии до 50–60-х годов ХХ века, пока не была вытеснена теорией соматических мутаций.

Сама теория хромосомной нестабильности восходит к наблюдениям немецкого биолога Теодора Бовери, показавшего в начале ХХ века, что некорректные хромосомные сегрегации и аберрации в отдельных клетках могут быть спусковым крючком их ракового перерождения. В любом случае современный взгляд на соматические мутации и хромосомную нестабильность видит их двумя сторонами одной медали: «на самом деле в большинстве форм рака хромосомная нестабильность и мутации идут рука об руку. Мутации провоцируют хромосомную нестабильность, а хромосомная нестабильность, в свою очередь, увеличивает количество мутаций» (Тейлор Д., 2016).

По результатам множества наблюдений показано, что в живых клетках геномные «катастрофы» происходят достаточно часто, что особенно существенно для многоклеточных; подавляющее большинство таких катастроф носит очень ограниченный характер, и их последствия эффективно устраняются тем или иным способом (репарация ДНК и апоптоз клетки наиболее существенные из них). Тем не менее иногда происходят глобальные катастрофы генома, например анеуплодия (изменение числа хромосом) или/и хромотрипсис (расчленение хромосомы на множество мелких частей). Динамика хромосомных катастроф напоминает общеэволюционную динамику прерывистого равновесия, характерную для биологических систем в состоянии самоорганизованной критичности (СОК, УПС: глава V).

Такие хромосомные катастрофы в отдельных клетках рождают клеточных «многообещающих монстров»[20], способных многократно ускорять скорость своей эволюции. К великому сожалению, деформированная индивидуальность этих монстров более не рассматривает себя как часть целостного организма, который становится для них просто окружающей, если не питательной средой. Освобождение от коллективных ограничений позволяет успешно эволюционировать в условиях отбора, основанного в первую очередь на способности вживаться в окружающую ткань, выживать в окружении таких же быстро меняющихся алчных монстров и противостоять клеточным факторам иммунной системы и/или терапевтическим факторам системы здравоохранения.

По мнению многих авторитетных ученых-онкологов, эволюция раковых клонов внутри одной опухоли является практически полной миниатюрной моделью дарвиновской эволюции, также движимой естественным отбором.

Так, йельский биолог Джефри Таунсенд (Jeffrey Townsend) убежден, что эволюция раковых клеток сразу, с момента возникновения, приобретает не линейный, а ветвящийся характер (Таунсенд Дж., 2018). Более того, при применении методов «большой» эволюционной биологии к анализу эволюционной истории раковых клеток выясняется, что наиболее злокачественные мутации, ведущие к метастазированию опухоли, в большинстве случаев возникают исключительно рано – часто практически сразу за злокачественным перерождением клетки, и долгие годы, а часто десятилетия никоим образом не проявляют себя. Причем метастатические свойства зачастую независимо приобретает не один, а сразу несколько клеточных клонов. Что происходит с раковыми клонами все эти «молчащие» годы? Происходит ли их естественный отбор на способность наиболее удачным образом вписаться в контекст своего тканевого окружения или переформатировать под себя поле тканевой организации? Являются ли клетки первичной опухоли в самом деле всегда первичными в данной локации или перенесены сюда исключительно рано начавшимся микрометастазированием из оказавшихся для них менее комфортных локализаций? На все эти вопросы, пожалуй, пока нет однозначных ответов, но наличие селекции раковых клонов в процессе развития опухоли несомненно.