Η σεξουαλική αναπαραγωγή (αναπαραγωγή μέσω φύλων) παρά το σημαντικό εξελικτικό της κόστος — όπως η ανάγκη για σύντροφο και οι μειωμένοι ρυθμοί αναπαραγωγής — παραμένει η κυρίαρχη μορφή αναπαραγωγής στους ευκαρυώτες. Το άρθρο προτείνει μια νέα υπόθεση: πέρα από την ελάττωση των βλαβερών μεταλλάξεων και την άμυνα ενάντια σε παθογόνα, το σεξ μπορεί να εξελίχθηκε και για τη διασφάλιση της αναγνώρισης μεταδοτικών καρκινικών κυττάρων από το ανοσοποιητικό σύστημα [Thomas F, Madsen T, Giraudeau M, Misse D, Hamede R, et al. (2019) Transmissible cancer and the evolution of sex. PLOS Biology 17(6): e3000275. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000275].

Στις πρώτες πολυκύτταρες μορφές ζωής, ακόμη και στοιχειώδεις αποκρίσεις άμυνας ήταν αναγκαίες για την προστασία από είτε εσωτερικούς “ανταγωνιστές” — όπως αυτοί που προέκυπταν από μεταλλάξεις — είτε εξωτερικούς, όπως μεταδοτικούς καρκίνους. Η σεξουαλική αναπαραγωγή δημιουργεί γενετική ποικιλότητα στον πληθυσμό, μειώνοντας την ικανότητα των κλωνικών καρκινικών κυττάρων να προσαρμοστούν και να αποφύγουν την ανοσολογική αναγνώριση των νέων ξενιστών. Το άρθρο υποστηρίζει ότι τα μεταδοτικά καρκινικά κύτταρα μπορούν να μεταδοθούν μέσω οριζόντιας (π.χ. μέσω επιθετικότητας ή μετάγγισης) αλλά και κάθετης (π.χ. μητέρα προς έμβρυο) μετάδοσης. Στις περιπτώσεις κάθετης μετάδοσης, όπως σε μονοζυγωτικά δίδυμα, η γενετική ομοιότητα οδηγεί σε ανοσολογική “τύφλωση” των μεταδιδόμενων καρκινικών κυττάρων.

Η σεξουαλική αναπαραγωγή, παρά τη φαινομενική της αναποτελεσματικότητα σε σχέση με την ασεξουαλική, προσφέρει κρίσιμο πλεονέκτημα: εξασφαλίζει ανοσολογική διαφοροποίηση ώστε οι καρκινικοί κλώνοι να αναγνωρίζονται ως «ξένο ξένο» και απομακρύνονται. Τα φυτά, για παράδειγμα, με κυτταρικά τοιχώματα και περιορισμένη κινητικότητα των κυττάρων, σπάνια αναπτύσσουν μεταδοτικό καρκίνο — και συχνά αναπαράγονται ασεξουαλικά — υποστηρίζοντας την υπόθεση. Παρόλα αυτά, οι συγγραφείς επισημαίνουν ότι μεταδοτικός καρκίνος είναι σπάνιος σε ετερόζυγες πληθυσμιακές ομάδες — κάτι που ελαχιστοποιεί την πιθανότητα εξάπλωσης ακόμη και σε σεξουαλικούς οργανισμούς. Εντούτοις, η κάθετη μετάδοση σε κλώνους (όπως δίδυμα ή ταξινομικά συγγενείς οργανισμούς) εξακολουθεί να αποτελεί αναδυόμενο κίνδυνο.

Το άρθρο προτείνει πειράματα για την επαλήθευση της υπόθεσης, όπως στην ύδρα, η οποία μπορεί να αναπαράγεται τόσο σεξουαλικά όσο και ασεξουαλικά· σε αυτή την περίπτωση, η εμφάνιση όγκων και η μορφή αναπαραγωγής μπορεί να συνδέονται. Προτείνουν επίσης ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων βασισμένων στον “Κόκκινη Βασίλισσα” (Red Queen) όπου η διακύμανση λόγων και ανοσολογικής ετερογένειας παίζει καταλυτικό ρόλο. Οι συγγραφείς ολοκληρώνουν υποστηρίζοντας ότι το σεξ μπορεί να έχει επιλεγεί εξελικτικά επειδή μείωσε τον κίνδυνο “αόρατων” νεοπλασματικών εισβολών στους οργανισμούς. Αυτή η νέα υπόθεση εμπλουτίζει τη συζήτηση για το γιατί η σεξουαλική αναπαραγωγή — παρά τα κόστη της — επιβιώνει και κυριαρχεί στους πολυκύτταρους οργανισμούς.

Εκπαιδευτική αξιοποίηση

1. Διερευνητική Δραστηριότητα

Τίτλος: «Γιατί σεξουαλική αναπαραγωγή; Μια ανοσολογική άμυνα ενάντια στον καρκίνο»
Οι μαθητές και οι μαθήτριες θα χωριστούν σε ομάδες και θα:

• Διαβάσουν ένα σύντομο απόσπασμα του άρθρου ή συνοπτική περιγραφή.
• Ανάλυση μέσω ερωτήσεων: Πώς η γενετική διαφοροποίηση σχετίζεται με την αναγνώριση «ξένων» κυττάρων; Γιατί η σεξουαλική αναπαραγωγή μειώνει τον κίνδυνο μεταδοτικού καρκίνου;
• Διατύπωση υπόθεσης: π.χ., αν ένας οργανισμός είναι κλώνος (ασεξουαλικός), ποιοι κίνδυνοι του απειλούν σε σχέση με τον καρκίνο;

2. Διαφοροποιημένη Διδασκαλία

Τίτλος: «Σεξουαλική αναπαραγωγή, καρκίνος και υπόθεση εξελικτικής άμυνας»

Επιλογές δραστηριοτήτων ανά μαθητή/μαθήτρια:

• Γραμμική απεικόνιση: Δημιουργούν διάγραμμα/σκίτσο που συγκρίνει κινδύνους σε ξενιστές ασεξουαλικούς vs. σεξουαλικούς.
• Δημιουργία καρτούν/ιστορίας: Εικονογραφούν μια μεταδοτική διαδικασία καρκινικών κυττάρων και πώς η γενετική διαφορετικότητα μπορεί να την ανακόψει.
• Γλωσσική προσέγγιση: Γράφουν συντομευμένη έρευνα ή διάλογο που εξηγούν την υπόθεση σε συνομηλίκους.
• Μαθηματική επεξεργασία: Προτείνουν απλοποιημένα μαθηματικά μοντέλα (π.χ. πιθανοτικές εξισώσεις) για το πώς η γενετική ποικιλότητα μειώνει τον κίνδυνο λοίμωξης από καρκινικά κύτταρα.

Προτεινόμενη Διερευνητική Δεξιότητα

Κριτική ανάλυση και σύνθεση σύνθετων επιστημονικών εννοιών: μαθητές και μαθήτριες μαθαίνουν να διαβάζουν και να συνθέτουν έναν καινοφανή επιστημονικό μηχανισμό (σεξ ως ανοσολογική άμυνα), να συγκρίνουν εναλλακτικές υποθέσεις και να διατυπώνουν δικές τους.

Ακολουθούν δύο φύλλα εργασίας βασισμένα στο άρθρο «Transmissible cancer and the evolution of sex» (PLOS Biology). Το πρώτο ακολουθεί τη δομή της διερευνητικής μάθησης με 7 βήματα και το δεύτερο είναι σχεδιασμένο για διαφοροποιημένη διδασκαλία.

Φύλλο Εργασίας 1: Διερευνητική Μάθηση

Τίτλος: Γιατί υπάρχει η σεξουαλική αναπαραγωγή; Μια εξελικτική άμυνα ενάντια στον καρκίνο
Τάξη: Λύκειο (15–17 ετών)
Διάρκεια: 2 διδακτικές ώρες
Διερευνητική δεξιότητα: Κριτική ανάλυση και διατύπωση υποθέσεων

1. Ερέθισμα / Προβληματισμός

Ο/η εκπαιδευτικός δείχνει στους μαθητές και στις μαθήτριες δύο εικόνες:
α) έναν οργανισμό που αναπαράγεται ασεξουαλικά (π.χ. υδρά)
β) έναν οργανισμό που αναπαράγεται σεξουαλικά (π.χ. θηλαστικό).
Ερώτηση: Γιατί η φύση διατήρησε το σεξ, παρόλο που είναι πιο «ακριβό» εξελικτικά;

2. Διατύπωση Ερωτήματος / Υπόθεσης

Οι ομάδες (3–4 άτομα) συζητούν και καταγράφουν:

• Πώς μπορεί η σεξουαλική αναπαραγωγή να συνδέεται με την προστασία από ασθένειες;
• Υπόθεση: «Η γενετική ποικιλότητα μέσω του σεξ προστατεύει από μεταδοτικό καρκίνο».

3. Σχεδιασμός Πειράματος / Διερεύνησης

Οι ομάδες σχεδιάζουν έναν συγκριτικό πίνακα με:

• Πλεονεκτήματα/μειονεκτήματα ασεξουαλικής αναπαραγωγής.
• Πλεονεκτήματα/μειονεκτήματα σεξουαλικής αναπαραγωγής.
• Πιθανούς κινδύνους από μεταδοτικό καρκίνο σε κάθε περίπτωση.

4. Συλλογή Δεδομένων

Οι μαθητές/μαθήτριες μελετούν σύντομο απόσπασμα από το άρθρο (σε απλοποιημένη μορφή).
Σημειώνουν:

• Παραδείγματα μεταδοτικού καρκίνου στη φύση (σκυλιά, διάβολοι της Τασμανίας).
• Συνθήκες μετάδοσης (κάθετη/οριζόντια).
• Ρόλο γενετικής ποικιλότητας στην άμυνα.

5. Ανάλυση και Ερμηνεία

Οι ομάδες συζητούν:

• Σε ποιους οργανισμούς είναι πιθανότερο να εξαπλωθεί μεταδοτικός καρκίνος;
• Τι δείχνει αυτό για την αξία της σεξουαλικής αναπαραγωγής;

6. Συμπέρασμα

Κάθε ομάδα διατυπώνει σε 3–4 προτάσεις το δικό της συμπέρασμα για τη σχέση ανάμεσα στη σεξουαλική αναπαραγωγή και την εξελικτική άμυνα απέναντι στον καρκίνο.

7. Αναστοχασμός / Επέκταση

Ατομική εργασία:

• Γράψε σε λίγες προτάσεις τι θα συνέβαινε αν όλος ο ανθρώπινος πληθυσμός ήταν γενετικά ίδιος.
• Πώς θα άλλαζε αυτό τη σχέση μας με τις ασθένειες και τον καρκίνο;

Φύλλο Εργασίας 2: Διαφοροποιημένη Διδασκαλία

Τίτλος: Σεξουαλική αναπαραγωγή και Καρκίνος: Επιστήμη μέσα από πολλαπλές προσεγγίσεις
Τάξη: Λύκειο (15–17 ετών)
Διάρκεια: 1 διδακτική ώρα
Δεξιότητα-στόχος: Σύνδεση επιστημονικής γνώσης με δημιουργική έκφραση

Οδηγία προς μαθητές και μαθήτριες

Επέλεξε έναν από τους παρακάτω τρόπους για να δείξεις τι έμαθες για την υπόθεση ότι η σεξουαλική αναπαραγωγή λειτουργεί ως άμυνα απέναντι στον καρκίνο.

Επιλογές Δραστηριότητας

1. Οπτικοποιώ (οπτικο-χωρικοί μαθητές/μαθήτριες)
   Φτιάξε μια αφίσα ή διάγραμμα Venn που να συγκρίνει «Ασεξουαλική vs Σεξουαλική Αναπαραγωγή» και να δείχνει πώς σχετίζεται με τον κίνδυνο μεταδοτικού καρκίνου.
2. Αφηγούμαι (γλωσσικοί μαθητές/μαθήτριες)
   Γράψε μια μικρή ιστορία/διάλογο όπου δύο οργανισμοί, ένας ασεξουαλικός κι ένας σεξουαλικός, «συζητούν» τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του τρόπου αναπαραγωγής τους.
3. Υπολογίζω (μαθηματικά-λογικοί μαθητές/μαθήτριες)
   Δημιούργησε ένα απλό μοντέλο: αν σε έναν πληθυσμό 100 κλώνων εμφανιστεί ένας καρκινικός κλώνος, πώς εξαπλώνεται; Πώς αλλάζει η εικόνα σε έναν σεξουαλικό πληθυσμό με ετερογένεια;
4. Δραματοποιώ (κινησιο-αισθητικοί μαθητές/μαθήτριες)
   Σχεδίασε και παίξε με την ομάδα σου ένα σύντομο θεατρικό στιγμιότυπο: «Τα καρκινικά κύτταρα προσπαθούν να ξεγελάσουν το ανοσοποιητικό». Δείξτε πώς η γενετική ποικιλότητα δυσκολεύει τη «μεταμφίεση».

Αναστοχασμός (κοινός για όλες τις ομάδες)

Γράψτε σε ένα χαρτί:

• Ποιον τρόπο επιλέξατε και γιατί;
• Πώς η δραστηριότητα σας βοήθησε να καταλάβετε καλύτερα τη σχέση σεξουαλικής αναπαραγωγής και καρκίνου;