Το τέλος του παραδόξου του Peto: Καρκίνος και εξέλιξη στα χερσαία σπονδυλωτά

Το άρθρο [G. Butler, J. Baker, S.R. Amend, K.J. Pienta, & C. Venditti, No evidence for Peto’s paradox in terrestrial vertebrates, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (9) e2422861122, https://doi.org/10.1073/pnas.2422861122 (2025).] εξετάζει το λεγόμενο “παράδοξο του Peto”, το οποίο αναφέρεται στην παρατήρηση ότι μεγαλύτερα σε μέγεθος ζώα δεν εμφανίζουν απαραίτητα υψηλότερα ποσοστά καρκίνου, παρά το γεγονός ότι έχουν περισσότερα κύτταρα και επομένως περισσότερες πιθανότητες εμφάνισης καρκινικών μεταλλάξεων. Μέσω μιας εκτεταμένης συγκριτικής ανάλυσης, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι δεν υπάρχει απόδειξη πως το παράδοξο του Peto ισχύει στα χερσαία σπονδυλωτά. Αντιθέτως, φαίνεται ότι τα μεγαλύτερα ζώα εμφανίζουν υψηλότερη συχνότητα καρκίνου σε σχέση με τα μικρότερα. Η μελέτη χρησιμοποίησε εξελιγμένες φυλογενετικές συγκριτικές μεθόδους για να αναλύσει τη σχέση μεταξύ του μεγέθους του σώματος και της συχνότητας του καρκίνου σε τέσσερις βασικές ομάδες χερσαίων σπονδυλωτών: αμφίβια, πτηνά, θηλαστικά και ερπετά. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι μεγαλύτερες μορφές ζωής σε αυτές τις κατηγορίες όντως αντιμετωπίζουν μεγαλύτερο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου, απορρίπτοντας έτσι την αρχική υπόθεση του Peto.

Ένα από τα κύρια ευρήματα της μελέτης είναι ότι η εξέλιξη του μεγέθους του σώματος στα πτηνά και τα θηλαστικά συνοδεύτηκε από την ανάπτυξη βελτιωμένων μηχανισμών κυτταρικού ελέγχου. Αυτό σημαίνει ότι τα μεγαλύτερα ζώα μπόρεσαν να εξελιχθούν χωρίς να υποστούν τη δραματική αύξηση του κινδύνου καρκίνου που θα αναμενόταν. Ωστόσο, η βελτίωση αυτών των μηχανισμών δεν ήταν αρκετή ώστε να εξαλειφθεί πλήρως η σχέση μεταξύ μεγέθους και καρκίνου. Η έρευνα ανέλυσε δεδομένα από 263 διαφορετικά είδη, χρησιμοποιώντας στατιστικά μοντέλα που λαμβάνουν υπόψη την εξελικτική ιστορία των ειδών. Οι επιστήμονες κατέγραψαν και μοντελοποίησαν δεδομένα σχετικά με τον αριθμό των καρκινικών όγκων τόσο καλοήθων όσο και κακοήθων, καθώς και το συνολικό αριθμό των νεκροψιών που έγιναν για κάθε είδος.

Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι τόσο στα θηλαστικά και τα πτηνά όσο και στα ερπετά και τα αμφίβια, υπάρχει μια θετική συσχέτιση μεταξύ μεγέθους σώματος και πιθανότητας ανάπτυξης καρκίνου. Τα θηλαστικά και τα πτηνά, ωστόσο, έχουν αναπτύξει πιο αποτελεσματικούς μηχανισμούς περιορισμού της ανεξέλεγκτης κυτταρικής ανάπτυξης, πιθανώς λόγω της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής τους και της ανάγκης διατήρησης της λειτουργικότητας του οργανισμού. Η μελέτη δεν αποδίδει το χαμηλό ποσοστό καρκίνου σε συγκεκριμένα γονίδια αλλά σε μια σειρά από εξελικτικούς μηχανισμούς προσαρμογής που έχουν αναπτυχθεί σε μεγαλύτερα ζώα. Για παράδειγμα, είδη όπως ο Ασιατικός ελέφαντας φαίνεται να έχουν αναπτύξει ειδικές γενετικές προσαρμογές που μειώνουν τον κίνδυνο καρκίνου, παρόλο που έχουν μεγαλύτερο μέγεθος.

Οι επιστήμονες διερεύνησαν επίσης αν η μακροζωία των ειδών επηρεάζει την πιθανότητα καρκίνου, αλλά δεν βρήκαν σαφείς αποδείξεις που να υποστηρίζουν αυτή την υπόθεση. Αντίθετα, φαίνεται ότι είναι κυρίως το μέγεθος του σώματος και η εξελικτική πορεία του κάθε είδους που καθορίζουν τον κίνδυνο καρκίνου. Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι το παράδοξο του Peto δεν ισχύει στα χερσαία σπονδυλωτά και ότι ο καρκίνος είναι αναπόφευκτος σε μεγαλύτερα σώματα εκτός εάν εξελιχθούν εξειδικευμένοι κυτταρικοί μηχανισμοί προστασίας. Αυτό έχει σημαντικές προεκτάσεις τόσο για την κατανόηση της εξέλιξης όσο και για την ιατρική έρευνα στον άνθρωπο. Η μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η ανάλυση του καρκίνου σε διαφορετικά είδη μπορεί να βοηθήσει στην ανακάλυψη νέων αντικαρκινικών στρατηγικών που θα μπορούσαν να εφαρμοστούν και στη βιοϊατρική.

Προτεινόμενη διερευνητική δεξιότητα:

Ανάλυση εξελικτικών προσαρμογών που επηρεάζουν την πιθανότητα εμφάνισης καρκίνου στα σπονδυλωτά.

Αξιοποίηση μέσω της Διερευνητικής Μάθησης

Δραστηριότητα: “Καρκίνος και εξέλιξη: Τι μας δείχνουν τα δεδομένα;”

1. Οι μαθητές και οι μαθήτριες χωρίζονται σε ομάδες και αναλαμβάνουν να αναλύσουν δεδομένα από διαφορετικά είδη σπονδυλωτών.
2. Κάθε ομάδα μελετά τη σχέση μεταξύ του μεγέθους του σώματος και της πιθανότητας εμφάνισης καρκίνου.
3. Χρησιμοποιώντας ένα φυλογενετικό δέντρο, οι ομάδες καταγράφουν ποια είδη έχουν υψηλότερη ή χαμηλότερη πιθανότητα εμφάνισης καρκίνου.
4. Στη συνέχεια, προσπαθούν να εξηγήσουν γιατί κάποια είδη εμφανίζουν χαμηλά ποσοστά καρκίνου, αναλύοντας εξελικτικούς μηχανισμούς.
5. Οι ομάδες παρουσιάζουν τα αποτελέσματά τους και συζητούν αν ο άνθρωπος μπορεί να αναπτύξει παρόμοιες αντικαρκινικές στρατηγικές στο μέλλον.

Αξιοποίηση μέσω της Διαφοροποιημένης Διδασκαλίας

Δραστηριότητα: “Πώς ο καρκίνος επηρεάζει διαφορετικά είδη;”

Οπτικοί μαθητές/μαθήτριες: Ανάλυση φυλογενετικών δέντρων και χαρτών που δείχνουν τη σχέση μεταξύ μεγέθους και καρκίνου.
Ακουστικοί μαθητές/μαθήτριες: Ακρόαση συνεντεύξεων από επιστήμονες για τη σχέση καρκίνου και εξέλιξης.
Κιναισθητικοί μαθητές/μαθήτριες: Πειραματισμός με προσομοίωση κυτταρικών μεταλλάξεων και τρόπων καταπολέμησης του καρκίνου.
Μαθητές/μαθήτριες με αναλυτικό τρόπο σκέψης: Συγγραφή μιας επιστημονικής ανασκόπησης για την επίδραση της εξέλιξης στην ανάπτυξη αντικαρκινικών μηχανισμών.