Walka pokoleń

7 września 2018
Blog szalonych naukowców

Niedawno w komentarzach pojawiła się kwestia zarodka/płodu jako bytu przypominającego pasożyta lub nowotwór. To oczywiście posunięte do skrajności porównania, ale pokazują coś rzeczywistego – to odrębny byt biologiczny w jakiś sposób konkurujący o zasoby z matką.

Gdyby człowiek rozmnażał się bezpłciowo przez podział, sprawa byłaby prostsza. Oba osobniki potomne są klonem i z punktu widzenia genów nie ma różnicy, który z nich ma się lepiej. Przy pączkowaniu można jeszcze od biedy mówić o osobniku rodzicielskim i potomnym, choć to niewiele zmienia. Przy równym podziale – nie za bardzo. W istocie człowiek wyjątkowo rozmnaża się bezpłciowo przez podział, bo niczym innym nie jest powstawanie bliźniąt jednojajowych.

Wtedy widać, że sprawa nie jest trywialna tak, jak przedstawiłem to wyżej. Jedno z bliźniąt wcale w razie potrzeby nie poświęca się dla drugiego, niczym pszczela robotnica, ale oboje konkurują o zasoby z łożyska. Skoro identyczne genetycznie bliźnięta konkurują, to dlaczego miałyby nie konkurować tylko częściowo zbieżne genetycznie osobniki matki i dziecka?

Można by przypuszczać, że dobór wyeliminuje skłonność do konkurencji. Nosicielka genów dających przewagę nad dzieckiem umrze bezpotomnie. Mutacja dająca przewagę dziecku doprowadzi z kolei do zabicia matki i ostatecznie śmierci samego płodu. Jednak jeżeli geny dają jedynie niewielką przewagę, taką, którą druga strona przeżyje w mimo wszystko niezłym stanie, mogą nie zostać wyparte.

Po co jednak w ogóle konkurować? Czy matka i dziecko nie mają tego samego interesu? Niezupełnie. Aby rozmnażanie płciowe miało sens, matka musi mieć co najmniej dwójkę potomstwa. Zatem musi rozdzielić zasoby na co najmniej dwójkę.

Kiedyś wspominałem o pojęciu „zniesienie Lacka”. Lack był ornitologiem, który odkrył, że niektóre ptaki znoszą naraz nieco mniej jaj, niż byłyby zdolne wytworzyć, a nawet wykarmić wyklute z nich pisklęta. Pierwsze sprawdzono, podbierając jaja, których brak ptasia samica nadrabiała kolejnymi (na tym opiera się drobiarstwo). Drugie – dokładając do gniazda dodatkowe jaja. Najwyraźniej ptaki „wolą” w jednym lęgu mieć mniej potomstwa, dzięki czemu zachowają więcej sił na kolejne lęgi.

Ostatecznie więc między organizmem matki a organizmem zarodka/płodu zachodzi ewolucyjny wyścig zbrojeń, a w jego wyniku ewolucyjny kompromis. Dziecko dostaje nieco mniej zasobów (w postaci żółtka lub przez łożysko), niż byłoby w stanie przyswoić, a matka inwestuje nieco więcej, niż by to było optymalne dla jej fizjologii, ale ostatecznie zwykle i jedna, i druga strona wychodzi z tego z wystarczającym sukcesem. Z tym „zwykle” nie jest tak do końca – większość potomstwa nie dożywa dorosłości. Co więcej, większość zarodków ludzkich nie dożywa do narodzin.

To ostatnie to też często efekt ewolucyjnej walki. Organizm zarodka nieraz byłby w stanie przetrwać pod warunkiem ciągłej opieki, ale ma zestaw genów taki, że nie byłby w stanie funkcjonować samodzielnie. Jeżeli organizm matki jest w stanie to rozpoznać, następuje poronienie. Wbrew temu, co się wydaje, jest to częste zjawisko. Wiele poronień nawet może być niezauważonych przez matki (jedynym objawem jest zaburzenie okresu miesiączkowego i tzw. ciąża biochemiczna), a te zauważone są rzadko ujawniane ze względu na społeczne odium (kompletnie nieuzasadnione, jako że większość poronień jest wynikiem genetycznej kombinacji u zarodka i zupełnie nie zależy od zachowania matki).

Bywa też mniej dramatycznie. Zarodek zagnieżdża się prawidłowo, a jako płód rozwija normalnie, ale jego hormony oddziałują na organizm matki nieco za mocno. W interesie płodu jest otrzymywanie z łożyska jak najwięcej substancji odżywczych. Jednym ze sposobów na to jest podniesienie ciśnienia krwi u matki. I owszem, wytwarzane przez niego substancje wydzielane przez łożysko do matczynego krwiobiegu podnoszą je. Zwykle jest to znośne dla matki, ale w niektórych przypadkach osiąga poziom nadciśnienia.

Kiedyś pisałem, że pewne objawy występujące w czasie ciąży są owcą w wilczej skórze. Ciąża mija i ciśnienie krwi, stężenie hormonów tarczycowych czy miano leukocytów wracają do normy bez widocznych skutków. (Nie będę się rozwodził nad przypadkami, gdy ciąża uaktywnia lub ujawnia choroby takie jak Hashimoto, to nie na ten wpis). Podobnie może być z takim nadciśnieniem, ale czasem przeradza się ono w stan przedrzucawkowy lub rzucawkę, a to już zagraża życiu matki. Automatycznie też życiu płodu, ale dobór naturalny nie jest racjonalnym projektantem.

Inne substancje blokują działanie matczynej insuliny, dzięki czemu cukier, zamiast gromadzić się na zapas (np. na potrzeby przyszłego potomstwa), pozostaje we krwi i może trafić do łożyska i pępowiny. I znowu: zwykle to żaden problem, ale od czasu do czasu kończy się cukrzycą ciążową.

Kolejny rozdział ewolucyjnego kompromisu między potrzebami dziecka, które „najchętniej” rozwijałoby się w bezpiecznym środowisku macicy jak najdłużej, a matką, która nie może w sposób nieograniczony rozszerzyć dróg rodnych, tylko zasygnalizuję. Tu warto wspomnieć, że oprócz kwestii technicznych porodu i obwodu głowy dziecka w stosunku do pochwy niedawno odkryto, że długość ciąży dochodzi do kresu wysiłku fizjologicznego organizmu matki i jeszcze dłuższy byłby po prostu zabójczo wycieńczający.

Rozpatrywanie stanu człowieka nie tylko jako pewnego stanu układu, ale jako efektu procesów ewolucyjnych jest stosunkowo młodym pojęciem. Kiedyś pisałem, że lekarze nie zawsze są na bieżąco ze współczesną biologią ewolucyjną, ale może to się kiedyś poprawi. Przynajmniej w naukach medycznych, do praktyki pewnie później.

Pewne elementy chyba już przeszły. Nie jestem znawcą procedur medycznych, ale zdaje się, że tak się stało ze zbijaniem gorączki. Wysoka gorączka szkodzi pacjentowi i trzeba ją opanować, ale sam jej mechanizm jest nie tylko objawem choroby, ale pierwotnie formą walki z bakteriami. Z tego, co wiem, obecnie już nie zaleca się zbijania lekkiej gorączki za wszelką cenę. Właśnie to przeszło do praktyki z teoretycznych, ewolucyjnych analiz.

fot. Piotr Panek, licencja CC-BY-3.0