芬蘭Jyväskylä University大學(xué)的一個(gè)研究小組研究了嚙齒類動(dòng)物后代的健康狀況，以及它們父親的早期生活環(huán)境可以發(fā)揮什么作用。雖然聽(tīng)起來(lái)有些牽強(qiáng)，但之前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了父親可以將這些經(jīng)歷 “傳遞 ”給后代的證據(jù)。研究人員選擇了芬蘭常見(jiàn)的嚙齒類動(dòng)物堤岸田鼠（Myodes glareolus）作為模型物種。

 

代際影響

田鼠的父親不參與養(yǎng)育后代，這意味著父親只能通過(guò)DNA影響后代。早期生活環(huán)境的例子包括可獲得的營(yíng)養(yǎng)、疾病和種群密度。

 

父系的影響

一般來(lái)說(shuō)，研究母親對(duì)后代的影響很容易，因?yàn)槭悄赣H在撫養(yǎng)幼崽。它們通過(guò)營(yíng)養(yǎng)和社會(huì)關(guān)懷等方式直接影響幼崽。父親的間接影響可以通過(guò)DNA中的各種標(biāo)記來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些標(biāo)記會(huì)因食物和種群密度等環(huán)境影響而改變，然后傳遞給下一代。從根本上說(shuō)，DNA是可以調(diào)整的。

 

 

父親早期的生活環(huán)境

本研究旨在了解父親的早期生活經(jīng)歷是否會(huì)影響其后代的生存。一組雄性堤岸田鼠（F0 代）被暴露在各種環(huán)境因素下，讓它們交配。然后對(duì)它們的后代（F1 代）進(jìn)行各種性狀測(cè)試，包括繁殖成功率。對(duì)由此產(chǎn)生的 F2 代進(jìn)行了冬季存活率測(cè)試。

 

實(shí)驗(yàn)

對(duì)堤岸田鼠進(jìn)行了四項(xiàng)測(cè)試：早期生活環(huán)境、繁殖成功率、雌性偏好測(cè)試以及冬季存活率。在早期生活環(huán)境測(cè)試中，食物量和種群密度被選為測(cè)試特征。

 

蛋白質(zhì)限制飲食和一些社會(huì)對(duì)抗

F0雌鼠被分為四個(gè)實(shí)驗(yàn)組：對(duì)照組（C）、蛋白質(zhì)限制飲食組（PR）、社會(huì)對(duì)抗組（SC）[JM1]和蛋白質(zhì)限制與社會(huì)對(duì)抗組（PR/SC）。每只雌鼠都可以與隨機(jī)選擇的雄鼠交配。同時(shí)，開(kāi)始喂食常規(guī)食物或限制蛋白質(zhì)攝入的食物。

 

從七天后開(kāi)始，每隔一天將一只SC雌鼠與一只不熟悉的SC雌鼠關(guān)在籠子里10分鐘。進(jìn)行PR和SC都持續(xù)到斷奶。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，完全長(zhǎng)大的 PR 和 SC 幼鼠的體重低于對(duì)照組幼鼠。

 

 

父親的繁殖成功率

在上次實(shí)驗(yàn)之后，研究人員又做了一次繁殖成功率實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組選出一只 F1 雄性，將其放入由四個(gè)相互連接的籠子組成的籠子系統(tǒng)中。兩個(gè)非實(shí)驗(yàn)組的雌性也被放入該系統(tǒng)中，讓它們探索和交配九天。

 

之后，通過(guò)DNA檢測(cè)確定所生幼崽（F2）的父子關(guān)系。研究人員發(fā)現(xiàn)，體重較重的 F1 雄性至少有一只幼崽的概率明顯較高，而體重較輕的雄性通常比體重較重的雄性有更多的幼崽。

 

雌性喜歡最健康的雄性嗎？

研究人員還進(jìn)行了類似的測(cè)試，以確定 F1 雌性對(duì) F1 雄性的偏好。每種處理都有一只雄性被放在各自的鐵絲網(wǎng)箱中，然后將鐵絲網(wǎng)箱放在曠場(chǎng)中，雌性在中間。雌鼠可以自由探索 20 分鐘，但不能接近雄鼠。

 

使用動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)，通過(guò)視頻跟蹤對(duì)雌鼠的行為進(jìn)行分析。每個(gè)箱子都劃定了一個(gè)區(qū)域，這樣跟蹤軟件就能檢測(cè)到雌鼠去那里的頻率和時(shí)間。研究發(fā)現(xiàn)，雌性對(duì)特定處理的雄性沒(méi)有偏好，但它們更喜歡那些生下過(guò)幼崽的雄性。

 

幼崽的適應(yīng)取決于父親的影響

研究人員發(fā)現(xiàn)，PR 和 SC 處理會(huì)降低 F2 幼崽的體重，但 PR/SC 會(huì)增加體重。這清楚地表明，早期生活環(huán)境甚至?xí)��?duì)下一代產(chǎn)生重大影響，但具體如何影響取決于影響父親的環(huán)境類型。PR/SC幼鼠體重增加的最可能解釋是，處理導(dǎo)致這些幼鼠根據(jù)其父親的早期生活環(huán)境調(diào)整其喂養(yǎng)行為。

 

第三代冬季存活率

研究人員想知道對(duì)F1雄性田鼠的父代處理是否會(huì)影響 F2 的冬季存活率。因此，F(xiàn)2田鼠被平均分配到半自然的室外圍欄中，并每月捕獲一次，以觀察哪些個(gè)體存活下來(lái)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SC幼鼠的平均存活時(shí)間比對(duì)照組多一個(gè)月，而PR則沒(méi)有影響。雌鼠的存活時(shí)間也明顯長(zhǎng)于雄鼠。

 

父親早年的生活環(huán)境影響后代

這項(xiàng)研究表明，早年的生活經(jīng)歷通過(guò)父親的影響就能對(duì)后代的體質(zhì)和生存產(chǎn)生重大影響。這種效果及其強(qiáng)度取決于環(huán)境。下一步的研究可能是找出這些環(huán)境因素的潛在長(zhǎng)期后果。

 

參考文獻(xiàn)

Van Cann, J., Koskela, E., Mappes, T., Mikkonen, A. M., Mokkonen, M., & Watts, P. C. (2019). Early life of fathers affects offspring fitness in a wild rodent. Journal of Evolutionary Biology, 32(10), 1141-1151.

 

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