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大象和鲸鱼,为什么不得癌症?
作者:菠萝 | 2023/11/9 19:29:22 | 浏览:762 | 评论:0

最近写了篇科普,说个子高的人,患癌风险更高。但有人立刻质疑:不对吧?大象患癌风险不是比人更低么?

这位读者很有水平!确实,研究早就发现大象患癌风险比人要低。不仅是大象,鲸鱼的癌症也比想象的少。这是咋回事儿呢?

其实两个现象都是正确的:

对于同一个物种,往往个头越大,患癌风险越高。所以个子高的人确实风险更高。

对于不同物种,个头大小和患癌风险没有线性关系。个头大,寿命长的物种,往往癌症风险反而低。

关于个头大,寿命长的动物,癌症反而少这件事儿,早就被发现了,还有个专门的名词,叫做“佩托悖论”。

癌症并不是人类特有的,所有动物都有可能得。目前最早的有证据的癌症是在一个加拿大挖出来的7600万年前的恐龙化石上面,上面就有骨肉瘤的痕迹。

大象和鲸鱼,为什么不得癌症?

患有骨肉瘤的恐龙腿骨化石标本(图片来自于网络)

上世纪70年代,在比较不同动物患癌风险的时候,英国的佩托(Peto)教授提出了一个著名的困惑:肿瘤是由体细胞突变导致的,理论上体型大且寿命长的动物就应该更加容易罹患肿瘤,然而实际统计却发现并非如此。

这就是著名的“佩托悖论”。在此之后,它已经被反复验证。比如最近一篇《自然》论文,比较了191种,超过11万只的哺乳动物得癌症的风险,得出了三个重要结论:

第一:几乎所有哺乳动物都会得癌症。

第二:不同动物患癌风险差异很大。

第三:佩托悖论是真的。

大象、鲸鱼等体型硕大,寿命也长的哺乳动物,患癌风险却并没有想象的高。大象细胞数量大概是人的100倍。如果简单从细胞数量说,它患癌的风险应该是我们的100倍,但实际上呢?经过统计发现只有人的1/4。

那这是为什么呢?

答案是:进化!

体重大,寿命长的动物进化出了更强的防癌机制!

这件事儿反过来想,其实并不难理解:如果大象鲸鱼没有更好的防癌机制,因为体型大,它们会很容易得癌症,可能群体早就灭绝了。

或者换一种说法,能活到现在的大象或鲸鱼,都是经过自然选择过防癌的品种。

大象并不是一来就这么“大”的。6000万年前,大象的祖先并没有长长的鼻子,体型也小很多,根据化石推测,它只有10-15公斤。

后来随着气候变化,湖泊和湿地被森林草地取代,本来吃水草的长鼻目动物只好改吃陆地上的植物,但这些植物可比水草难消化多了。怎么办呢?只好通过延长消化时间,来更充分地吸收植物中的营养。于是消化系统更大的个体占了上风,体型也随之越长越大。

大象和鲸鱼,为什么不得癌症?

非洲象

但体型变大也是一个双刃剑,代价之一就是更高的癌症风险。于是大自然又开始选择,最后胜出的,就是个头大但又比较防癌的大象品种。

所以大象到底为什么防癌?

科学家第一反应就是给大象做基因测序,看看大象的基因有什么不一样。还别说,真找着了!大象的TP53基因特别多!

TP53是一个基因的名字,它是动物体内,包括人体内最重要的抑癌基因之一。这个基因能帮助修复受损的DNA,在实在无法修复的情况下,还会启动细胞死亡程序。

如果细胞基因错误,能救就救,救不了就杀死。这就是抑癌基因的功能,尽最大努力防止癌细胞的产生!也是因为它的重要性,TP53基因是癌细胞中最常见的突变,突变的结果,就是失去保护功能。

人的细胞只有2个拷贝的TP53基因,一个是来自爸爸,一个来自妈妈。但是大象居然有40个!大象爸爸给了20个,妈妈给了20个!这就太厉害了。

大象为啥能有40个TP53基因,目前并不完全清楚。理论上,大象的祖先也应该和人一样,只有两个TP53基因,但是在进化过程中,可能意外出现了个别TP53基因比较多的大象,而这些大象在生存上有一点优势,生了更多后代,逐步扩大势力范围。随着时间延长,日积月累,最终有40个TP53基因拷贝的大象成功淘汰了别的大象,成为了目前的胜利者!

说完了大象,我们再说说鲸鱼。

鲸鱼比大象更大,也很防癌。科学家也给鲸鱼做了基因测序,你猜猜它有多少个TP53防癌基因?

100个?200个?

答案让人意外,是2个!和人一样。

大家可能有点懵,这是咋回事儿呢?

原因是:虽然鲸鱼和大象都防癌,但进化出来的防癌机制是完全不同的。

鲸鱼虽然没有更多TP53防癌基因,但另外几个和细胞分裂、基因修复相关的重要基因都产生了变化,最终的结果也是获得了更好的防癌能力。

为了达到同样的生存目的,鲸鱼和大象选择了截然不同的进化路径。这种情况叫做趋同进化,就是你走的路线完全不一样,最后结果都差不多。自然界的趋同进化是很常见的,比如鲸鱼和鲨鱼。鲸鱼是哺乳动物,来自哺乳动物的祖先,但鲨鱼是鱼类,来自鱼的祖先。祖先完全不一样,但是最后为了适应水里的环境,俩长成了差不多的样子。

人类社会也一样。为了考上好大学,有人拼高考,有人拼奥赛,还有人拼艺术特长。不管走哪条路,大家都有了光明的未来。

本文最后,我必须认真说一句话:吃大象不防癌!

致敬生命!保护野生动物!

参考文献:

Cancer risk across mammals. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-04224-5.

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