Влияние стресса родителей на поведение потомства у рыб через эпигенетические изменения

Опыт родителей, столкнувшихся с хищниками, передаётся потомству через изменения в экспрессии генов. Однако влияние этой информации на потомство различается в зависимости от пола родителя. Это было показано в серии статей в Journal of Animal Ecology на примере колюшки — мелкой пресноводной рыбы, у которой ярко окрашенные самцы заботятся об икре.

Исследователи подвергали матерей и отцов воздействию хищников, а затем изучали их потомство: измеряли поведение и экспрессию генов в мозге. Оказалось, что важен не только пол родителя, подвергшегося стрессу, но и пол потомства.

Потомство от отцов, видевших хищников, демонстрировало более рискованное поведение, но только среди сыновей. На смелость дочерей опыт отца не влиял. В то же время, матери, видевшие хищников, производили более тревожное потомство — как дочерей, так и сыновей. Эти поведенческие различия соответствовали разным паттернам экспрессии генов в мозге потомства.

Изменения сохранялись и во втором поколении (у внуков), демонстрируя сложные, специфичные для пола паттерны наследования.

Механизм этого явления — не изменение самих генов, а изменение их экспрессии у потомства. Такая изменчивость называется эпигенетикой.

Почему это важно

Изучаемый феномен — трансгенерационная пластичность — позволяет родителям передавать потомству информацию об окружающей среде ещё до его рождения. Подобные эффекты обнаружены у многих видов, включая человека (например, влияние доступности пищи или курения у бабушек и дедушек на вес внуков).

Однако изучать наследование поведенческих изменений сложнее, чем физиологических. Данное исследование на рыбах — одно из наиболее тщательных в области изучения роли пола в трансгенерационной пластичности поведения. Такие работы помогают понять, как стрессовые события (от бедности и ПТСР у людей до изменений климата у рыб) могут влиять на будущие поколения.

Что остаётся неизвестным

Учёные мало знают о механизме этих специфичных для пола эффектов. Неясно, как опыт отца может по-разному влиять на сыновей и дочерей, и есть ли в этом какая-то польза для будущих поколений. У людей этот механизм также существует, но вопрос о том, вредны или полезны такие половые различия, остаётся открытым.

Что дальше

Поведение потомства также сильно зависит от родительского ухода. Следующий шаг — понять, как стресс в жизни родителей может изменить их взаимодействие с детьми. Например, если отец испытывает стресс и передаёт его эффекты через эпигенетические изменения в сперме, меняет ли он также своё отцовское поведение, усиливая или смягчая эти изменения?

Эксперименты по проверке этой гипотезы уже ведутся на колюшках. Полученные данные могут быть важны и для понимания аналогичных процессов у людей.