馬薩諸塞州伍茲霍爾——在人類和許多其他物種中,年長(zhǎng)母親的后代表現(xiàn)不如年輕母親。它們不健康,或者壽命不長(zhǎng),或者后代很少。一個(gè)長(zhǎng)期的問(wèn)題是為什么進(jìn)化在許多物種中保持這種母體效應(yīng),因?yàn)檫@些后代的后代不適合生存和繁殖。
在一項(xiàng)關(guān)于輪蟲(微小無(wú)脊椎動(dòng)物)的新研究中,科學(xué)家測(cè)試了在野外捕食或食物供應(yīng)減少的威脅下,它們的長(zhǎng)輩和后代在一些真實(shí)和模擬環(huán)境(包括相對(duì)繁榮的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng))中的進(jìn)化適應(yīng)性。他們證實(shí),這種被稱為“母體效應(yīng)衰老”的母體年齡效應(yīng)確實(shí)會(huì)降低后代在所有環(huán)境中的進(jìn)化適應(yīng)性,主要是通過(guò)降低生長(zhǎng)高峰期的生育力。他們還提出了這可能發(fā)生的進(jìn)化機(jī)制。這項(xiàng)由克里斯汀格里布爾的海洋生物實(shí)驗(yàn)室和克里斯蒂娜埃爾南德斯的伍茲霍爾海洋研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究發(fā)表在本周的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
格里布爾說(shuō):“這項(xiàng)研究是獨(dú)一無(wú)二的。它將我們之前工作的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合,解決了一個(gè)長(zhǎng)期的老化問(wèn)題。”“自然選擇應(yīng)該淘汰年輕母親的后代。那么,為什么我們會(huì)在這么多物種中看到這種現(xiàn)象呢?”
為了解決這個(gè)問(wèn)題,埃爾南德斯和他的合作者建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型,首次計(jì)算了自然選擇壓力對(duì)后代生存和生育能力的影響,其強(qiáng)度取決于他們母親的年齡。他們發(fā)現(xiàn)這種被稱為選擇梯度的壓力隨著母親年齡的增加而降低。
Hernandez說(shuō):“隨著選擇壓力隨著母親年齡的增長(zhǎng)而減少,這可能不足以從人群中消除這些不合適的(后代)?!?
Gribble補(bǔ)充說(shuō):“因此,產(chǎn)婦老齡化將繼續(xù),并在人口中繼續(xù)發(fā)展,即使這會(huì)導(dǎo)致適應(yīng)性下降?!彼麄冞€沒(méi)有完全理解導(dǎo)致后代質(zhì)量隨母體年齡下降的遺傳機(jī)制。
該小組開發(fā)的模型可以應(yīng)用于各種物種,以評(píng)估母體衰老的適應(yīng)性后果。Gribble說(shuō):“只要我們有關(guān)于不同年齡母親壽命和生育能力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),我們就可以在許多生物體內(nèi)解決這個(gè)問(wèn)題?!?
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