Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Старые матери-коловратки дали жизнь слабым дочерям

Коловратка (Brachionus manjavacas) с четырьмя яйцами

Michael Shribak, Evgeny Ivashkin, Kristin Gribble

Наблюдения за партеногенетическими коловратками продемонстрировали, что у них, как и у многих других видов, возраст матери отрицательно сказывается на приспособленности и репродуктивном успехе потомства. При этом давление естественного отбора на потомков старых самок не достигает достаточного уровня, чтобы отсеять гены, ответственные за этот эффект. По мнению исследователей, выводы которых изложены в журнале PNAS, созданную ими модель можно использовать и для изучения видов, у которых старение матери не снижает успех ее детей.

Чем старше мать, тем меньше вероятность, что ее потомство будет здоровым, проживет долго и достигнет репродуктивного успеха. Эта закономерность отмечена для многих видов животных, включая человека. Тем не менее, естественный отбор по какой-то причине не лишает самок, достигших почтенного возраста, возможности размножаться.

Разобраться в этом парадоксе решила команда биологов во главе с Кристиной Эрнандес (Christina M. Hernández) из Океанографического института в Вудс-Хоуле. В качестве модельного организма они выбрали коловратку Brachionus manjavacas — крошечное водное беспозвоночное. Эти существа могут размножаться бесполым путем и порой образуют популяции, состоящие исключительно из партеногенетических самок. Каждая из них в течение десяти дней дает начало 25-30 крупным дочерям. При этом никакой материнской заботы коловратки не проявляют.

Ученые проследили за жизнью нескольких поколений партеногенетических коловраток в условиях лаборатории и проанализировали полученные результаты с помощью сложной демографической модели. Первые наблюдения подтвердили, что возраст матерей отрицательно коррелирует с выживаемостью потомства и снижает его шансы на успешное размножение. Дочери старых самок откладывали меньше яиц даже в молодом возрасте, что отрицательно сказывалось на всей популяции. Генетические механизмы, которые лежат в основе этой закономерности, пока остаются неизвестными.

Эффект старения матерей проявлялся как в идеальных для коловраток лабораторных условиях, так и в моделях. Заметнее всего он был в симуляции, где поддерживалась низкая рождаемость. В лаборатории и в симуляции с низкой выживаемостью влияние возраста матерей в масштабах популяции скрадывалось. Причина в демографической структуре: в обоих случаях почти все особи были представлены молодыми матерями и их потомством.

Исследователи также обнаружили, что, хотя потомки пожилых самок и хуже приспособлены к жизни, давление естественного отбора на них снижено. Это значит, что они не отсеиваются достаточно интенсивно, чтобы из популяции отсеялись генетические варианты, ответственные за эффект старения матерей.

Хотя работа была проведена на единственном виде, авторы полагают, что их модель можно использовать и для других животных, внося поправки на их демографическую структуру и особенности материнской заботы. Особенно интересно применить ее к видам, у которых старение самок никак не снижает жизнеспособность и репродуктивный успех потомства. К их числу, например, относятся костистые рыбы (Teleostei): у них качество и количество выметанной икры повышается с возрастом женской особи. Некоторые виды, проявляющие заботу о потомстве, также могут избежать эффекта старения матерей.

Возраст матери — далеко не единственный фактор, ответственный за выживаемость потомства. Например, у людей важную роль играет уровень ее образования. Как показало недавнее исследование, чем он ниже, тем выше риск смерти ребенка в первый год жизни, причем регулируется эта связь недостаточным весом при рождении и ранним сроком беременности на момент родов

Сергей Коленов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.