Alt liv har et felles mål: overleve og reprodusere. Men når det gjelder foreldreskap, oversettes ikke alltid prioriteringer mellom kjønn. Etter at de har satt inn sine genetiske bidrag, vil de fleste pattedyrpater forlate scenen igjen for å impregnere andre kvinner. Mødre har derimot en tendens til å bære hovedtyngden av arbeidet når det gjelder å føde og føde ung.
Så hvor hengiven vil en mamma være? Det viser seg at selv etter at far splitter, har han et ord.
I dag rapporterer forskere at en far kan ha evnen til å diktere en mors oppmerksomhet mot avkommet - før den til og med er født. Fadergenene et foster bærer på, kan påvirke mors hjerne under graviditet, og får henne til å bruke mer eller mindre av tiden sin til å pleie barna sine.
Et barn som skaffer seg så mange næringsstoffer som mulig fra mamma, kan sikre en fars avstamning uten kostnader for ham - men en mor trenger fortsatt å prioritere sin egen velvære under graviditet og tidlig barneomsorg.
Denne seksuelle konflikten er godt eksemplifisert av et gen som heter Igf2 , som driver den raske veksten av fosterceller . I likhet med de fleste av arvestoffet vårt, blir Igf2 arvet i par - en kopi fra mamma og en kopi fra pappa. Men i motsetning til andre gener er det bare versjonen fra pappa som blir satt i verk. Igf2 fra mamma blir derimot kvalt gjennom en kjemisk modifikasjon som fungerer som en lyddemper på en motor. Mammas Igf2 DNA gjennomgår ingen forandringer - men genens instruksjoner kan ikke lenger høres over det myldrende miljøet. Stillheten virker målrettet: Hvis det oppstår en feil som også slår på mors kopi av Igf2, ballonger raskt ballonger i størrelse. Dette kan være gode nyheter for pappa - det er mer sannsynlig at en stor baby overlever - men mamma kan komme i alvorlige problemer hvis hun må bære og føde et uhåndterlig stort foster.
For å beskytte seg mot denne muligheten har kvinner utviklet sin egen mislykkede sikkerhet: et annet gen kalt Igf2r . “R” står for “reseptor”: produktet av dette genet kan suge opp flytende IGF-2-proteiner før de utøver sine vekstfremmende effekter. Det er ikke overraskende at pappas kopi av Igf2r forblir stille - hans tilbakeblikk til motstandsdyktigheten til mammas Igf2 - men hvis farlig Igf2r ved et uhell munner av, blir babyer født som veier for lite. Mellom disse to ytterpunktene er det typiske utfallet: et avkom fra Goldilocks som ikke er for stort og ikke for lite, som uttrykker fars Igf2 og mammas Igf2r.
Slik er fenomenet genomisk avtrykk - en form for ikke-genetisk arv der begge kopiene av et gen finnes, men bare den ene foreldrenes versjon er igjen. Over 150 påtrykte gener er bekreftet hos mus, omtrent halvparten av dem har bevart kolleger hos mennesker. Faktisk representerer avtrykk de tidligste av foreldrekompromisser.
Mye av forskningen så langt på pregede gener har studert de umiddelbare effektene på barna som arver dem - for eksempel hvor ofte en musunger gråter for moren sin. Men seniorforfatter Rosalind John, professor i biologi ved Cardiff University, mistenkte at en fars genetiske arvestykker også direkte kunne skjev mors oppførsel.
Tidligere arbeid fra Johns forskergruppe hadde funnet ut at uttrykk for et innprent gen som heter Phlda2 i et foster, hindrer veksten av hormonsekreterende placentaceller. Disse hormonene rekrutterer næringsstoffer for å støtte tidlig utvikling. Det er ikke overraskende at avkommets fedrekopi av Phlda2 holdes under omslag. Men mødre vil at kopien deres skal forbli slått på: Hvis Phlda2 ikke blir sjekket, kan disse sukkerhoppende hormonene i morkaken skape en hammer av et foster, og etterlate lite energi til mamma.
Andre forskere hadde bemerket at disse hormonene ikke bare fungerte i morkaken. Gjennom hele svangerskapet spredte de seg faktisk gjennom mors kropp og samlet seg i hjernen hennes - noe som førte til at John mistenkte at de også kunne oppfordre en mor til å ta seg av ungdommen sin.
Graviditet er en livsendrende hendelse - så mye er åpenbart. Selv før et spedbarn blir født, gjennomgår kvinner enorme fysiologiske og psykologiske forandringer - inkludert en sann sverm av hormoner - som gir dem en premie for morsrollen. "En ny mor blir grunnlagt under graviditet, " forklarer John. "Det er veldig viktig for valpenes velvære."
Og Phlda2s status som et preget gen falt pent i tråd med dette: Å manipulere mammas foreldre-tilnærming kan være nok en måte som en far snekende utøver sin innflytelse på fremtidens velvære for barnet sitt.
For å utforske denne muligheten testet et team av forskere som inkluderte hovedforfatter Hugo Creeth, en biolog som arbeidet under Johns tilsyn ved Cardiff University, effekten av å knipe med fosterets Phlda2- uttrykk hos mus. Utvikle mus uttrykker bare mors kopi av Phlda2 for å forhindre at disse morkakehormonene løper ut. tausende pappas kopi halverer effektivt resultatet av genens instruksjoner. Forskerne genetisk manipulerte musembryoer for å vende på begge kopiene av Phlda2, en ekstrem versjon av det mødreoptimale, eller ingen av kopiene av Phlda2, en tilstand som favoriserte det faderlige idealet. De implanterte deretter disse høydoser og lavdose embryoene, sammen med normale avkom som uttrykte bare mors kopi av Phlda2, til genetisk ikke-manipulerte mødre. Som forventet endret mengden Phlda2 i livmoren uttrykk for nevrale gener sent i svangerskapet, og bekreftet at den endrede genetikken drev produksjonen (eller mangelen på dem) av morkakehormoner.
Da musevalpene ble født, undersøkte forskerne de nye mødrenes oppførsel de første dagene etter fødselen, da barneomsorg var mest kritisk. Nye musemødre oppdra avkomene sine uten innspill fra fedre, og må dele tiden sin mellom egenomsorg, pleie flere nye unger og vedlikeholde hjemmene sine. Det er bare så mye tid på dagen - så mammas prioriteringer informerer sterkt om hvordan hun tildeler tiden sin til disse oppgavene. Teamet var fornøyd med å finne at musemødre som hadde båret unger med minimal Phlda2 (og et løft i mors hormoner) brukte mer tid på å amme avkom og pleie seg selv, og mindre tid på å bygge reir. På den annen side viet mødre som ble utsatt for ekstra Phlda2 (og færre mors hormoner) seg til reirbygging - et show med "husholdning" fra mus, ifølge Creeth - i stedet for å oppstyrte overdreven over sine unge.
Forskerne var litt overrasket over å se mødre som påvirker effekten av dempet Phlda2 som bruker mer tid på ikke bare de unge, men også seg selv. Var dette motstridende med farens prioriteringer? Men Creeth resonnerte at musene sørget for sin egen velvære, slik at de kunne få en passende tendens til barna sine. Logikken er kanskje sammenlignbar med å ta på din egen oksygenmaske før du hjelper barnet ditt med henne - hopp over det første trinnet, og det er sannsynlig at du begge får konsekvensene.
"Vi måtte tenke nytt om hva som definerer god mor, " forklarer Creeth. “Det er ikke en gullstandard. Det er en glidende skala av prioriteringer. ”
Fordi Phlda2 også påvirker fosterets næring, veide valper med ekstra Phlda2 imidlertid mindre ved fødselen. For å sikre at hjerneendringene under graviditeten, og ikke hvordan valpene så ut eller opptrådte, drev endringene i atferd, gjentok forskerne eksperimentet sitt, og lot mødrene gestes med forskjellige doser foster Phlda2. Men denne gangen, umiddelbart etter at valpene ble født, ble de byttet ut for nyfødte med normalt påtrykt Phlda2 - og resultatene var de samme.
Dette forseglet avtalen for John og hennes team. "Mange studier hadde antydet på dette før, men det hadde ikke vært noen eksperimenter, " sier hun. "Det var et skudd i mørket da vi bestemte oss for å gjøre dette eksperimentet." Men resultatene var klare: Forskjellene i fostergenuttrykk under graviditet hadde vært nok til å koble mammas hjerne på en varig måte.
David Haig, professor i evolusjonsbiologi ved Harvard University som studerer genomisk avtrykk, roste den "elegante" studien og dens "veldig kule resultater." "Vi har visst lenge at graviditet påvirker mors oppførsel etter fødselen, men for å vise at effekten av gener hos fosteret er ny, sier Haig, som ikke var tilknyttet arbeidet.
Teamets arbeid gir tro til ideen om at fedre ikke dikterer helsen til barn gjennom genetisk arv alene. I tilfeller som disse kan de til og med bruke fosteret som en kjemisk utsending i denne kampen mellom mann og kvinne, og svai morens prioriteringer mot mer oppmerksom barnepass.
Marisa Bartolomei, professor i utviklingsbiologi ved University of Pennsylvania som studerer genomisk avtrykk, fremhevet studiens “smarte og kreative” design. "Dette er første gang vi har sett at genene til fosteret påvirker foreldreomsorgen, uavhengig av mors gener, " sier Bartolomei, som ikke var involvert i forskningen. "Dette er ikke en idé som [mange forskere] har snakket om."
I fremtidig arbeid håper John og hennes team å få en bedre forståelse av hvilke eksakte hormoner som driver effekten de har observert. I tillegg, selv om valpene i denne studien ikke så ut til å ha noen dårlige effekter av skift i morsomsorg, kan det være langsiktige endringer som ikke er fanget i løpet av denne korte tidsperioden. John er spesielt bekymret for psykologiske utfall, da lav fødselsvekt og depresjon etter fødselen har vært knyttet til nevroutviklingsforstyrrelser hos mennesker. Til slutt, fordi det har blitt funnet problemer med Phlda2 hos noen barn med lav fødselsvekt, håper John å bruke disse funnene og andre for å informere menneskelig reproduktiv helse i fremtiden.
Selv før fødselen kommuniserer barn fedrenes intensjon på en måte som holder seg fast. Prioriteringene til mann og kvinne stemmer ikke alltid overens - og på en måte er inntrykk av evolusjonen skiftende viftende med et hvitt flagg mellom de sammenstøtende kjønnene. Men på slutten av dagen oppnås en avhandling, hvor spenstig den er: Alt er rettferdig i kjærlighetens krig. "Det handler om balanse, " sier Creeth. "Det som [begge deler] ønsker ... er det beste for avkommet."
