母亲使子女在生活中处于领先地位

生活作者 / 编辑 / 2023-12-30 13:05
"
感谢你的母亲:加州大学圣巴巴拉分校和巴黎的L'École Normale supsamrieure合作进行的一项研究证明,决定性的母亲效应可以给后代一个更好的人生开端。 UCSB进化生物学家Stephen Proulx说:“这是第一次观察到母亲对环境变化的反应的实验进化。”这项研究涉及一种微小雌雄同体蠕虫的进化,其结果揭示了生物体应对栖息地变化所采取的策略。 与基因型效应不同,基因型效应根据遗传基

感谢你的母亲:加州大学圣巴巴拉分校和巴黎的L'École Normale supsamrieure合作进行的一项研究证明,决定性的母亲效应可以给后代一个更好的人生开端。

UCSB进化生物学家Stephen Proulx说:“这是第一次观察到母亲对环境变化的反应的实验进化。”这项研究涉及一种微小雌雄同体蠕虫的进化,其结果揭示了生物体应对栖息地变化所采取的策略。

与基因型效应不同,基因型效应根据遗传基因决定后代的性状,亲本效应(在本例中为母本效应)在胚胎发育过程中影响后代的表型——身体性状。Proulx说,从胚胎发育的角度来看,这些特征取决于它们生长发育过程中的环境质量。例如,在哺乳动物中,母亲的体型和营养状况会影响胎儿的大小。她在怀孕期间传递营养物质或分泌一种或另一种激素的能力也会影响后代的发育。

“在哺乳动物中,胎盘是母性影响的器官,”Proulx说。作为母亲和胎儿之间传递营养物质、激素和废物的器官,胎盘及其健康和功能对婴儿的发育有直接的影响。

从更广泛的意义上说,母亲自己的基因——也决定了她的体型、健康状况和其他可能影响婴儿发育的因素——有助于母性效应。

“有很多论文都在讨论‘我们所说的母性效应是什么意思’,”Proulx在谈到全面定义这一现象的持续努力时说。

作为自然选择的一部分,这些影响可能是随机的或确定性的,也可能是有利于个体和影响物种生存的进化策略。即使在同一代、同一家族中,性状的变化也可能是对母亲或卵子所经历的环境的直接反应,并且在最佳时机下,可以确保后代特别地更好地适应他们可能经历的环境(确定性)。

其他的母性效应可以确保几个兄弟姐妹中至少有几个能活到成年,给他们提供一些更随意(随机)的特征,这些特征可以增加他们的生存机会——也被称为“对冲赌注”。

Proulx说:“下注对冲的想法是,如果环境不可预测,那么你可能会产生各种各样的后代,这些后代可以在各种环境中表现良好,因为你可以调整不同资源的集中程度。”从赌博的角度来看,下注套期保值本质上是试图减少完全失去后代的机会,然而,一些种群预计会表现不佳或无法生存。

然而,根据研究人员的说法,对于所有的理论,母体效应的直接证明一直缺失。

这是一种微小的雌雄同体线虫,发育周期短,能够轻易地产生许多后代,并拥有完整的基因组图谱。为了研究不同环境条件下母体效应的类型和影响,巴黎的合作者Snighadip Dey和Henrique Teotónio在线虫仍处于卵期时,将几代线虫置于不同模式的正常氧条件(normmoxia)和低氧环境(缺氧)中,然后监测60代后代产生的性状。

他们发现,当环境以一种可预测的方式发生变化时——在这种情况下,每一代胚胎在缺氧和常氧之间交替发育——早期经历过常氧条件的母亲倾向于为它们的后代(胚胎时缺氧)提供更多的糖原,实际上为胚胎提供了在缺氧压力下生存的工具。

“也许这只是意味着当妈妈在发育自己的时候,一个基因被打开了,然后导致更多的糖原被放入每个卵子中,”Proulx说。“真正酷的是,这是一个为期7天的生命周期,所以妈妈在胚胎时期经历了正常缺氧,然后五天后,当她去产卵时,她会调整放入多少糖原。这种记忆基本上会持续她的一生,影响她如何喂养后代。”

相比之下,普罗克斯补充说,相反的情况却并非如此:尽管母亲早期对无氧的“记忆”,但经历过缺氧的母亲的非缺氧后代并没有表现得更差。

此外,在实验进化的过程中,在可预测的环境中,在缺氧条件下存活下来的后代在生育能力和孵化能力之间也出现了一种权衡:虽然它们成年后产下的蛋更少,但产下的蛋存活的可能性——孵化能力——增加了。

同时,在不可预测的情况下,缺氧和正常条件在连续几代之间波动,下注对冲将是预期的生存策略。

“在随机的不可预测的条件下,我们没有看到在正常或缺氧环境下后代存活率的增加,”Proulx说。“我们没有看到押注对冲的演变,这是可能发生的,也是我们最初预计可能发生的事情。”在连续几代中缺乏这种发展表明,随机的母系效应不仅不太常见,而且对环境的反应也较差,也许只有在极少数情况下,它们才会导致对波动环境的适应。另一方面,该研究还表明,一旦决定性的母性效应进化,它们就可以适应各种波动的环境。

展望未来,Proulx和他的团队正在对这一现象进行更广泛的研究。

他说:“我们想要了解,随着未来环境的变化,母体效应的进化历史将如何影响种群。”“如果他们已经进化出了这些适应性的母性效应,那么如果现在环境开始发生更多变化,他们是否会做得更好,以及信息是否可以传递给下一代。”

分享到
声明:本文为用户投稿或编译自英文资料,不代表本站观点和立场,转载时请务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为将受到本站的追责;转载稿件或作者投稿可能会经编辑修改或者补充,有异议可投诉至本站。

热文导读