При делении материнской клетки две дочерние обычно получают равные доли ресурсов — такова привычная картина клеточного размножения. Но что, если одна дочерняя клетка унаследует почти всё, а вторая — лишь малую часть? Стохастическое моделирование показывает: в определённых условиях неравный делёж оказывается эволюционно выгоднее.
Каждая клетка обладает защитным резервом — своего рода «подушкой безопасности», которая помогает пережить неблагоприятные периоды. При делении этот резерв перераспределяется между потомками. Если внешняя среда однородна и её влияние на всех клеток одинаково умеренно, то оптимальной стратегией оказывается равное распределение. Однако при сильных коллективных воздействиях — например, общих изменениях условий — более выгодной становится асимметричная стратегия: одна дочерняя клетка получает около восьмидесяти процентов резерва, а вторая — лишь двадцать. Примечательно, что переход от равного деления к неравному происходит скачкообразно, подобно переключению рубильника, а не плавному вращению регулятора.
Механизм этого явления связан с тем, что общая среда одинаково влияет на все клетки, однако неравное наследование снижает чувствительность популяции к коллективным колебаниям. Даже если защитный механизм или память о запасе модифицируются, асимметричная ветвь сохраняется, хотя её границы могут смещаться. Таким образом, простое правило деления объясняет, почему в живой природе встречается асимметрия наследования — от бактерий до стволовых клеток.
Асимметричное деление клеток наблюдается у стволовых клеток: одна дочь остаётся стволовой, а другая становится специализированной.