大象很少患癌症,它們巨大而高溫的睪丸可能為解釋這一現象提供線索。
這個想法歸結於一種名為 p53 的蛋白質,它有助於防止細胞中的 DNA 損傷——包括可能將正常細胞變成癌細胞的損傷。
與人類不同,大象擁有編碼 p53 基因的多個副本——這意味著,該基因提供了身體制造蛋白質的“配方”。牛津大學進化生物學家 Fritz Vollrath 表示,這可能有助於保護它們的精子免受高溫影響。
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Vollrath 告訴 Live Science,這個假設始於“佩託悖論”。
在 20 世紀 70 年代,一位名叫理查德·佩託的流行病學家描述了一種令人費解的現象:大型動物儘管擁有更多可能變成癌細胞的細胞,但患癌症的風險似乎並不高於小型動物。這在大象身上尤其令人震驚——儘管體型是我們的許多倍,但它們在統計學上更不可能患上癌症。
幾年前,研究人員發現大象擁有 20 個編碼 p53 蛋白的基因副本。相比之下,人類只有一個。這種蛋白質本質上就像一個文字編輯,在細胞繁殖時審查遺傳物質,並可能殺死任何帶有可能導致癌症的損傷的細胞。由於大象擁有編碼 p53 基因的多個副本,它們可能進行多輪“文字編輯”,這可以大大降低受損細胞存活的風險。
但是,為什麼大象進化出了 20 個這種基因副本呢?Vollrath 認為這與它們的睪丸有關。包括人類在內的許多雄性動物,它們的睪丸部分位於體外以使其冷卻,這被認為對於產生健康的精子至關重要。這樣做的原因尚不清楚,儘管這可能與高溫下DNA 損傷增加有關。
然而,由於進化歷史的巧合,大象的睪丸位於體內。作為在陽光下行走的數噸重、深灰色的動物,它們的睪丸有可能變得非常熱——因此大象可能難以產生有活力的精子。但該理論認為,如果它們有更多的文字編輯蛋白,那麼高溫精子就可以免受損傷。
Vollrath 於 6 月 27 日在《生態學與進化趨勢》雜誌上以註釋的形式發表了這一假設。
布法羅大學的進化生物學家 Vincent Lynch 告訴 Live Science,很難評估為什麼特定物種會進化出特定性狀,他沒有參與這項新假設的制定。
p53 基因的多個副本有可能進化出來是為了保護大象的精子免受高溫影響。但 Lynch 說,這些多個副本也可能是因為大象是大型動物,因此可能更容易患癌症而進化出來的。也可能兩者兼而有之。
其他大型動物沒有 p53 基因的多個副本。例如,鯨魚是具有體內睪丸的大型動物,但它們似乎只有一個副本。但 Vollrath 指出,鯨魚也有一個內部系統來冷卻它們的睪丸——而且,在水中不會那麼熱。
同樣,與大象關係密切的動物,如蹄兔,也有體內睪丸。但 Lynch 說,這些動物比大象小得多,而且小型動物比大型動物更有效地散熱。
Vollrath 說,無論它是如何進化的,大象似乎都有一種自然規避癌症的方法——研究它是如何運作的可能有助於我們更多地瞭解這種疾病。
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