Całe życie ma wspólny cel: przetrwać i rozmnażać się. Ale jeśli chodzi o rodzicielstwo, priorytety nie zawsze przekładają się na płcie. Po złożeniu wkładu genetycznego większość ojców ssaków opuści stadium, aby zaimpregnować inne samice. Z drugiej strony mamy mają tendencję do ponoszenia ciężkiej pracy, jeśli chodzi o rodzenie i rodzenie młodych.
Jak bardzo oddana będzie mama? Okazuje się, że nawet po rozstaniu tata ma coś do powiedzenia.
Dzisiaj naukowcy informują, że ojciec może mieć zdolność dyktowania uważności matki swojemu potomstwu - zanim jeszcze się urodzi. Geny ojcowskie, które przenosi płód, mogą wpływać na mózg matki w czasie ciąży, przygotowując ją do przeznaczania mniej lub więcej czasu na opiekę nad dziećmi.
Dziecko, które pozyskuje od mamy jak najwięcej składników odżywczych, może zapewnić mu rodowód ojca bez żadnych kosztów - ale matka nadal musi priorytetowo traktować swoje samopoczucie podczas ciąży i wczesnej opieki nad dzieckiem.
Ten konflikt seksualny jest dobrze zilustrowany przez gen o nazwie Igf2 , który napędza szybki wzrost komórek płodowych. Jak większość naszego materiału genetycznego, Igf2 jest dziedziczony w parach - jedna kopia od mamy i jedna kopia od taty. Ale w przeciwieństwie do innych genów, tylko wersja od taty zostaje uruchomiona. Z drugiej strony Igf2 od mamy jest duszony przez modyfikację chemiczną, która działa jak tłumik w silniku. DNA Igf2 mamy nie podlega zmianom - ale instrukcje genu nie są już słyszalne w zgiełku środowiska komórkowego. Cisza wydaje się celowa: jeśli wystąpi błąd, który również włącza kopię matki Igf2, dziecko szybko się powiększa. To może być dobra wiadomość dla taty - duże dziecko ma większe szanse na przeżycie - ale mama może mieć poważne kłopoty, jeśli będzie musiała urodzić i urodzić nieporęcznie duży płód.
Aby uchronić się przed tą możliwością, kobiety opracowały własne zabezpieczenie przed awarią : kolejny gen o nazwie Igf2r . „R” oznacza „receptor”: produkt tego genu może wchłonąć swobodnie pływające białka IGF-2, zanim wywierają one swoje działanie pobudzające wzrost. Nic dziwnego, że kopia Igf2r taty pozostaje cicha - jego retorta do powściągliwości Igf2 mamy - ale jeśli przypadkowo Igf2r ze strony ojca wypadnie z ust, rodzą się dzieci o wadze zbyt małej. Pomiędzy tymi dwiema skrajnościami jest typowy wynik: potomstwo Złotowłosa, które nie jest zbyt duże i niezbyt małe, wyrażające Igf2 taty i Igf2r mamy .
Takie jest zjawisko odciskania genomowego - forma dziedziczenia niegenetycznego, w której istnieją obie kopie genu, ale tylko wersja jednego rodzica pozostaje nienaruszona. U myszy potwierdzono ponad 150 nadrukowanych genów, z których około połowa zachowała odpowiedniki u ludzi. W efekcie nadruk reprezentuje najwcześniejszy kompromis rodzicielski.
Wiele dotychczasowych badań nad nadrukowanymi genami badało bezpośredni wpływ na dziedziczące je dzieci - na przykład, jak często mysz płacze za swoją matkę. Ale starsza autorka Rosalind John, profesor biologii na Uniwersytecie w Cardiff, podejrzewała, że genetyczne pamiątki ojca mogą również bezpośrednio wypaczać zachowania matki.
Wcześniejsze prace grupy badawczej Johna wykazały, że ekspresja odciśniętego genu o nazwie Phlda2 u płodu utrudnia wzrost komórek łożyskowych wydzielających hormony. Hormony te rekrutują składniki odżywcze w celu wspierania wczesnego rozwoju. Nic dziwnego, że potomna kopia Phlda2 jest trzymana w tajemnicy. Ale matki chcą, aby ich kopia pozostała włączona: jeśli Phlda2 nie sprawi tego wyboru, te hormony zjadające cukier w łożysku mogą stworzyć nagromadzenie płodu, pozostawiając niewiele energii dla mamy.
Inni badacze zauważyli jednak, że hormony te nie działały tylko w łożysku. W czasie ciąży rozprzestrzeniały się one po całym ciele matki i gromadziły się w jej mózgu, co doprowadziło Johna do podejrzeń, że mogą również zachęcać matkę do opieki nad jej młodymi.
Ciąża jest wydarzeniem zmieniającym życie - to oczywiste. Nawet przed urodzeniem dziecka kobiety przechodzą ogromne zmiany fizjologiczne i psychiczne - w tym istny rój hormonów - które przygotowują je do trudnego zadania macierzyństwa. „Nowa matka jest zagruntowana podczas ciąży”, wyjaśnia John. „To bardzo ważne dla dobrego samopoczucia szczeniąt”.
Status Phlda2 jako odciśniętego genu był zgodny z tym: manipulowanie podejściem rodzicielskim mamy może być kolejnym sposobem, w jaki ojciec podstępnie wywiera wpływ na przyszłe dobro dziecka.
Aby zbadać tę możliwość, zespół naukowców, w tym główny autor Hugo Creeth, biolog pracujący pod nadzorem Johna na Uniwersytecie w Cardiff, przetestował efekty majstrowania przy płodowej ekspresji Phlda2 u myszy. Zazwyczaj rozwijające się myszy wyrażają tylko kopię Phlda2 matki, aby powstrzymać te hormony łożyska przed szybkim rozwojem ; wyciszenie kopii taty skutecznie zmniejsza o połowę wydajność instrukcji genu. Naukowcy genetycznie zmanipulowali embriony myszy, aby włączyć obie kopie Phlda2, ekstremalnej wersji matczynego optimum, lub żadnej kopii Phlda2, warunek, który sprzyja ojcowskiemu ideałowi. Następnie wszczepili te zarodki o wysokiej i niskiej dawce, wraz z normalnym potomstwem wyrażającym tylko kopię mamy Phlda2 mamy, genetycznie niemanipulowanym matkom. Jak oczekiwano, ilość Phlda2 w macicy zmieniła ekspresję genów neuronowych w późnej ciąży, potwierdzając, że zmieniona genetyka napędzała produkcję (lub jej brak) hormonów łożyskowych.
Kiedy urodziły się młode myszy, badacze zbadali zachowanie nowych matek w ciągu pierwszych kilku dni po urodzeniu, kiedy opieka nad dziećmi była najważniejsza. Nowe matki myszy wychowują potomstwo bez udziału ojców i muszą dzielić czas między siebie, dbając o kilka nowych szczeniąt i utrzymując swoje domy. Jest tylko tyle czasu w ciągu dnia, więc priorytety mamy zdecydowanie informują, jak przeznacza swój czas na te zadania. Zespół z przyjemnością stwierdził, że mysie mamy, które nosiły młode z minimalną ilością Phlda2 (i dopalaczem hormonów matczynych), spędzały więcej czasu na opiece nad potomstwem i pielęgnacji siebie, a mniej na budowaniu gniazd. Z drugiej strony matki narażone na dodatkowe Phlda2 (i mniej hormonów matczynych) poświęcały się budowaniu gniazd - pokaz Creeta - „myszy” zajmującej się domem, zamiast nadmiernego zamieszania nad młodymi.
Naukowcy byli nieco zaskoczeni, widząc, że matki reagują na efekty stłumionego Phlda2, spędzając więcej czasu nie tylko na swoich młodych, ale także na sobie. Czy było to sprzeczne z intuicją w stosunku do priorytetów ojca? Ale Creeth rozumował, że myszy dbały o swoje dobre samopoczucie, aby mogły odpowiednio opiekować się dziećmi. Logika jest być może porównywalna do zakładania własnej maski tlenowej przed pomaganiem dziecku przy jej - pomiń pierwszy krok, a prawdopodobnie oboje poniesiesz konsekwencje.
„Musieliśmy przemyśleć, co definiuje dobre macierzyństwo”, wyjaśnia Creeth. „Nie ma złotego standardu. To ruchoma skala priorytetów. ”
Ponieważ jednak Phlda2 wpływa również na odżywianie płodu, młode noszące dodatkowe Phlda2 również ważyły mniej po urodzeniu. Aby upewnić się, że mózg zmienia się w czasie ciąży, a nie to, jak wyglądały lub zachowywały się młode, kierowały zmianami w zachowaniu, naukowcy powtórzyli eksperyment, pozwalając matkom wykonywać różne dawki płodu Phlda2. Ale tym razem, zaraz po urodzeniu szczeniąt, zamieniono je na noworodki z normalnym nadrukiem Phlda2 - i wyniki były takie same.
To przypieczętowało umowę dla Johna i jej zespołu. „Wiele badań wskazywało na to wcześniej, ale nie przeprowadzono żadnych eksperymentów” - mówi. „To był strzał w ciemność, kiedy zdecydowaliśmy się na ten eksperyment”. Ale wyniki były jasne: różnice w ekspresji genów płodu podczas ciąży były wystarczające, aby trwale przekształcić mózg mamy.
David Haig, profesor biologii ewolucyjnej na Uniwersytecie Harvarda, który bada odcisk genomiczny, chwalił „eleganckie” badanie i jego „bardzo fajne wyniki”. „Od dawna wiemy, że ciąża wpływa na zachowanie matki po urodzeniu, ale aby pokazać że gen ma wpływ na płód jest nowy ”- mówi Haig, który nie był związany z pracą.
Praca zespołu nadaje wiarygodności idei, że ojcowie nie dyktują zdrowia dzieci jedynie poprzez dziedziczenie genetyczne. W takich przypadkach mogą nawet wykorzystać płód jako wysłannika chemicznego w tej bitwie między mężczyzną i kobietą, kołysząc priorytety matki w zakresie bardziej uważnej opieki nad dziećmi.
Marisa Bartolomei, profesor biologii rozwoju na Uniwersytecie Pensylwanii, która zajmuje się badaniem nadrukiem genomowym, podkreśliła „sprytny i kreatywny” projekt badania. „Po raz pierwszy widzimy, że geny płodu wpływają na opiekę rodzicielską, niezależnie od genów matki”, mówi Bartolomei, który nie był zaangażowany w badania. „To nie jest pomysł, o którym mówili [wielu naukowców]”.
W przyszłych pracach John i jej zespół mają nadzieję na lepsze zrozumienie, które hormony wpływają na zaobserwowane efekty. Ponadto, chociaż wydaje się, że szczenięta w tym badaniu nie odczuły żadnych negatywnych skutków zmian w opiece matczynej, w tym krótkim okresie czasu mogą wystąpić zmiany długoterminowe. John jest szczególnie zaniepokojony wynikami psychologicznymi, ponieważ niska masa urodzeniowa i depresja poporodowa są powiązane z zaburzeniami neurorozwojowymi u dzieci. Wreszcie, ponieważ problemy z Phlda2 zostały wykryte u niektórych dzieci o niskiej masie urodzeniowej, John ma nadzieję, że wykorzysta te odkrycia i inne, aby poinformować ludzkie zdrowie reprodukcyjne w przyszłości.
Nawet przed urodzeniem dzieci komunikują zamiary swoich ojców w sposób, który nie ustępuje. Priorytety mężczyzny i kobiety nie zawsze pasują do siebie - iw pewnym sensie odcisk jest ewolucją nieśmiało machającą białą flagą między sprzecznymi płciami. Ale pod koniec dnia zostaje wypracowany traktat, jakkolwiek wątły: Wszystko jest sprawiedliwe w wojnie miłości. „Chodzi o równowagę”, mówi Creeth. „To, czego [oboje] ostatecznie chcą… jest najlepsze dla potomstwa”.
