पीएलओएस कॉम्प्युटेशनल बायोलॉजी

. २०२५ सप्टेंबर ९; २१(९):ई१०१३४३२. डीओआय: १०.१३७१/जर्नल.पीसीबीआय.१०१३४३२

डायनासोर-स्तरीय कर्करोग संरक्षणासह पक्ष्याच्या आकारापर्यंत आकुंचन:

 महाउत्क्रांतीच्या काळात कर्करोग दमनाची उत्क्रांती

ई यागमूर एर्टेन १,२,३,४,*, मार्क टोलिस २,५, हॅना कोक्को १,६,७

संपादक:

PLoS Comput Biol

. 2025 Sep 9;21(9):e1013432. doi: 10.1371/journal.pcbi.1013432

Shrinking to bird size with dinosaur-level cancer defences: Evolution of cancer suppression over macroevolutionary time

E Yagmur Erten 1,2,3,4,*, Marc Tollis 2,5, Hanna Kokko 1,6,7

Editor: 

सारांश

जीवनाच्या वृक्षावर कर्करोगाची सर्वव्यापकता, विविध प्रजातींमधील कर्करोग संरक्षणातील भिन्नता समजून घेण्याची संधी देते. पेटोचा विरोधाभास, म्हणजेच लहान प्रजातींच्या तुलनेत मोठ्या शरीराच्या प्रजातींमध्ये ऑन्कोजेनिक उत्परिवर्तनाचा धोका असलेल्या पेशी जास्त असूनही त्यांना जास्त कर्करोग होत नाही, याचे स्पष्टीकरण असे दिले जाऊ शकते की मोठा आकार चांगल्या कर्करोग संरक्षणासाठी निवड करतो. पक्षी हे त्यांच्या समान आकाराच्या उडू न शकणाऱ्या सस्तन प्राण्यांपेक्षा जास्त काळ जगतात आणि ते मध्यम आकाराच्या डायनासोरचे वंशज आहेत, म्हणून आम्ही असा प्रश्न विचारतो की, जर एखाद्या वंशात शरीराचा आकार लहान झाला, तर पूर्वजांमधील कर्करोगापासून बचावाच्या यंत्रणा टिकून राहतात का. आमचे मॉडेल, शरीराचा आकार, कर्करोगाचा धोका, बाह्य मृत्यूदर, चयापचय दर आणि प्रभावी लोकसंख्येचा आकार यांच्यातील ज्ञात संबंधांवर आधारित, महाउत्क्रांतीच्या काळात कर्करोगापासून बचावाच्या यंत्रणांमध्ये होणाऱ्या बदलांसाठी निवड गुणांक आणि स्थिरीकरण घटना निश्चित करते. आम्ही दाखवतो की, जर उत्परिवर्तनाचा दर पुरेसा जास्त असेल आणि कर्करोगापासून बचावाच्या यंत्रणा खर्चिक असतील, तर पक्ष्यांमध्ये त्यांच्या डायनासोर पूर्वजांपेक्षा कर्करोगापासून बचावाच्या यंत्रणा कमी असण्याची अपेक्षा आहे. तथापि, जर कर्करोग प्रतिबंधाची उत्क्रांती उत्परिवर्तनाने मर्यादित असेल, उदाहरणार्थ बहुप्रभावीपणामुळे, तर पक्ष्यांनी डायनासोरच्या काळातील अतिरिक्त कर्करोग प्रतिबंधाच्या यंत्रणा टिकवून ठेवल्या असतील, ज्यामुळे त्यांच्यातील कर्करोगाचा कमी धोका स्पष्ट होऊ शकतो. विरोधाभासाने, जर अतिरिक्त कर्करोग प्रतिबंधासाठी प्रजनन दराशी तडजोड करणे आवश्यक असेल, तर पक्षी त्यांच्या स्वतःच्या फायद्यासाठी 'जास्तच कणखर' असू शकतात. तरीही, उड्डाणासारख्या उत्क्रांतीतील नवनवीन शोधांमुळे पक्ष्यांचे आयुष्य वाढू शकते आणि कर्करोग प्रतिबंधासाठीची निवड कायम राहू शकते, जरी उड्डाणासाठी लहान शरीराची आवश्यकता असली तरी. डायनासोरच्या पातळीवरील कर्करोग संरक्षण टिकवून ठेवणे हे अनुकूलनक्षम ठरू शकते, विशेषतः जर उड्डाणाच्या उत्क्रांतीसोबत चयापचयाच्या प्रमाणबद्धतेमुळे (metabolic scaling) कर्करोगाचा धोका वाढला असेल. एकंदरीत, आमचा अभ्यास असे सुचवतो की पक्ष्यांमधील कर्करोग प्रतिबंधाचा अभ्यास केल्यास सस्तन प्राण्यांमध्ये आढळणाऱ्या यंत्रणांपेक्षा वेगळ्या यंत्रणा उघड होऊ शकतात, ज्या कदाचित पक्ष्यांच्या डायनासोर पूर्वजांकडून वारसा म्हणून मिळाल्या असतील.

लेखकाचा सारांश

केवळ मानवच कर्करोगाने ग्रस्त असलेली प्रजाती नाही, तरीही कर्करोगाचा परिणाम सर्व जीवांवर समान होत नाही. शरीराचा आकार महत्त्वाचा आहे, कारण मोठ्या संख्येने पेशींना ट्यूमर-मुक्त अवस्थेत ठेवण्यासाठी सुधारित कर्करोग संरक्षणाची आवश्यकता असते. सध्याचे पक्षी कर्करोग टाळण्यात पारंगत दिसतात आणि त्याच आकाराच्या सस्तन प्राण्यांपेक्षा जास्त काळ जगतात. पक्षी नेहमीच लहान नसून मोठ्या शरीराच्या डायनासोरच्या वंशातून उत्क्रांत झाले असल्याने, आम्ही विचारतो की त्यांच्या उत्कृष्ट कर्करोग संरक्षणाचे स्पष्टीकरण उत्क्रांतीतील विलंबामुळे (evolutionary lags) देता येईल का. आम्ही अशा परिस्थितीचे मॉडेल तयार करतो, ज्यात डायनासोरच्या काळातील कर्करोग-विरोधी नवकल्पना अजूनही टिकून राहू शकतात, ज्यामुळे पक्षी सस्तन प्राण्यांपेक्षा अधिक कर्करोग-प्रतिरोधक आणि दीर्घायुषी बनतात. आम्ही दाखवतो की जोपर्यंत ही प्रक्रिया उत्परिवर्तनाने (mutation) मर्यादित होत नाही, तोपर्यंत डायनासोरच्या पातळीवरील कर्करोग संरक्षण महा-उत्क्रांतीच्या (macroevolutionary) काळात क्षीण होईल. तथापि, जेव्हा उत्क्रांतीमध्ये विलंब होतो, तेव्हा तो पक्ष्यांना कर्करोगाला प्रतिकारक्षम बनवू शकतो आणि त्यांच्या तुलनेने दीर्घ आयुर्मानाचे स्पष्टीकरण देऊ शकतो. उडण्याच्या उत्क्रांतीमुळे संरक्षण यंत्रणा क्षीण होण्याची शक्यता कमी होते, कारण उडण्यामुळे बाह्य मृत्यूचा धोका कमी होऊन दीर्घायुष्य शक्य होऊ शकते. तसेच, आकार कमी होत असताना होणाऱ्या चयापचयाच्या प्रमाणबद्धतेमुळेही संरक्षण यंत्रणा क्षीण होण्याची शक्यता कमी होते, कारण वस्तुमान-विशिष्ट चयापचय दरातील वाढीमुळे कर्करोग-कारक उत्परिवर्तनांच्या दरात वाढ होते.