Você transmite aos seus filhos não apenas o conteúdo do seu código genético
A idéia de que todos os traços herdados de seres vivos são codificados nos genes tem sido um dogma fundamental da genética e da biologia evolutiva por muitos anos. Mas essa suposição constantemente precisava existir em um bairro desagradável, com as incômodas descobertas da pesquisa empírica. E, nos últimos anos, as complicações se acumulam a uma taxa exponencial sob o peso de novas descobertas.
A genética clássica faz uma distinção fundamental entre um "
genótipo " (isto é, um conjunto de genes transportados por um indivíduo que ele pode transmitir aos seus descendentes) e um "
fenótipo " (um estado temporário do corpo que carrega a impressão de seu ambiente e experiência, cujas características não são passadas aos descendentes). Supõe-se que apenas propriedades geneticamente pré-determinadas possam ser herdadas - isto é, transmitidas aos descendentes -, uma vez que a herança ocorre exclusivamente por transferência de genes. No entanto, foi demonstrado que, violando a dicotomia genótipo / fenótipo, linhas de animais e plantas geneticamente idênticos podem sofrer
variabilidade na herança e responder à seleção natural.
E vice-versa, agora os genes não conseguem explicar por que os parentes têm propriedades e doenças complexas muito semelhantes - esse problema foi chamado de "falta de herança". Estudos de genomas ainda não foram capazes de determinar genes cujo efeito total pode explicar a observação da herdabilidade de muitas propriedades, de doenças "familiares" a características herdadas como crescimento. Em outras palavras, embora parentes demonstrem fenótipos semelhantes, eles têm muito poucos
alelos comuns, razão pela qual a base genética desse recurso não é clara. A falta de herdabilidade pode ocorrer devido a complexas interações genéticas (
epistasia ), uma vez que essas interações são difíceis de serem levadas em consideração no estudo de genomas inteiros. Também pode aparecer devido à natureza não genética da variação herdada, principalmente se for gerada pelo ambiente.
No entanto, se o genótipo do indivíduo não parece ser responsável por algumas de suas características, descobriu-se que os genes dos pais afetam as propriedades dos descendentes que não herdaram esses genes. Além disso, estudos de plantas, insetos, roedores e outros organismos mostram que o ambiente em torno de um indivíduo e sua experiência de vida - dieta, temperatura, parasitas, interação social - podem afetar as características de seus descendentes. A pesquisa de nossa espécie sugere que não somos diferentes a esse respeito. Algumas das descobertas se encaixam claramente na definição de “herança de propriedades adquiridas” - um fenômeno que, de acordo com a famosa analogia que apareceu antes do Google, é tão impossível quanto se um telegrama chinês enviado de Pequim chegasse a Londres já traduzido para o inglês. idioma. Hoje, porém, esses fenômenos são relatados regularmente em revistas científicas. E assim como a Internet e a tradução instantânea revolucionaram as mensagens, as descobertas na biologia molecular revolucionam o que pode e o que não pode ser passado de geração em geração.
Os biólogos enfrentam a tarefa monumental de reconhecer o zoológico rapidamente acumulado de descobertas que violam crenças arraigadas. Você pode ter uma idéia da crescente dissonância entre teoria e evidência lendo uma revisão recente desses estudos e, em seguida, o capítulo introdutório do livro de biologia de qualquer aluno. No conceito geralmente aceito de hereditariedade, que afirma que a herdabilidade é controlada exclusivamente por genes e rejeita a possibilidade de que a influência do ambiente e da experiência de vida possa ser passada aos descendentes, há claramente algo que falta.
Se alguma variação não genética é herdada, verifica-se que essa variação pode responder à seleção natural e levar ao aparecimento de mudanças fenotípicas em gerações na ausência de alterações genéticas. Tais mudanças não se enquadram na definição genética padrão de evolução, limitada por mudanças na frequência alélica em várias gerações. Essa definição, dada pelo geneticista-evolucionista
Theodosius Grigorievich Dobrzhansky , rejeitou a suposição de que os genes são a única fonte de variabilidade herdada e, portanto, o único material com o qual a seleção natural pode trabalhar para o aparecimento de mudanças fenotípicas em várias gerações. No entanto, vale lembrar que Charles Darwin desconhecia alegremente as diferenças entre variabilidade genética e não genética. A excelente idéia de Darwin foi que a seleção natural aplicada à variação hereditária dentro de uma população pode causar mudanças nas características médias dos organismos em várias gerações, porque as propriedades herdadas que são consistentemente associadas a um grande número de descendentes sobreviventes serão representadas em uma proporção maior de indivíduos em toda geração. [Darwin, CR sobre a origem das espécies (1859)] A inclusão de mecanismos não genéticos na hereditariedade não requer alterações na equação básica de Darwin.
Uma das categorias de efeitos não genéticos - o
efeito materno - é tão óbvia que sua existência é reconhecida há várias décadas. Por definição, o efeito materno ocorre quando o fenótipo materno afeta o fenótipo da prole, e esse efeito não pode ser explicado pela transmissão de alelos maternos. [Wolf, JB & Wade, MJ O que são efeitos maternos (e quais não são)? Transações Filosóficas da Royal Society B 364, 1107-1115 (2009); Badyaev, AV & Uller, T. Efeitos parentais em ecologia e evolução: mecanismos, processos e implicações. Philosophical Transactions of the Royal Society B 364, 1169-1177 (2009)] Esse efeito pode tirar proveito de inúmeras maneiras de influenciar a prole das mães, incluindo
herança epigenética intergeracional , variabilidade na estrutura dos ovos, ambiente intra-uterino, escolha da mãe para localização dos ovos. ou o nascimento dos filhos, mudanças ambientais que os filhos encontrarão, interações psicológicas e comportamentais pós-parto. Alguns efeitos maternos são uma conseqüência passiva das características maternas relacionadas ao desenvolvimento das crianças (incluindo os efeitos nocivos do envenenamento, doença ou envelhecimento da mãe), enquanto outros representam estratégias de investimento em reprodução que foram desenvolvidas para melhorar o sucesso da reprodução. [Badyaev, AV & Uller, T. Efeitos parentais em ecologia e evolução: mecanismos, processos e implicações. Transações Filosóficas da Royal Society B 364, 1169-1177 (2009); Marshall, DJ e Uller, T. Quando um efeito materno é adaptável? Oikos 116, 1957-1963 (2007)] Esses efeitos podem melhorar ou piorar a condição física das mães e de seus filhos.
Até recentemente (os anos 90), os efeitos maternos eram tratados apenas com pequenos problemas - a fonte de "erros" nas pesquisas genéticas relacionadas ao meio ambiente. Mas a genética, pelo menos, estava convencida de que, na maioria das espécies (incluindo os principais "
organismos-modelo " de laboratório), como moscas e camundongos), os pais só podem transmitir alelos genéticos para seus filhos. No entanto, estudos recentes revelaram muitos exemplos de efeitos paternos em camundongos, Drosophila e muitas outras espécies. [Crean, AJ & Bonduriansky, R. O que é um efeito paterno? Trends in Ecology & Evolution 29, 554-559 (2014)] Em espécies que se reproduzem sexualmente, os efeitos paternos podem ser tão comuns quanto as maternas.
Os filhos podem ser afetados pelo ambiente e pela experiência, idade e genótipo de ambos os pais. Um fator ambiental como uma toxina ou nutriente pode levar a alterações no corpo dos pais que afetam o desenvolvimento da prole. Como veremos, a deterioração do corpo devido ao envelhecimento também pode afetar as propriedades reprodutivas e os fatores não genéticos herdados e, conseqüentemente, o desenvolvimento da prole.
Os casos em que a expressão do gene parental afeta o fenótipo de uma criança são conhecidos como "efeitos genéticos indiretos" [Wolf, JB, Brodie, ED, Cheverud, JM, Moore, AJ, & Wade, MJ Consequências evolutivas dos efeitos genéticos indiretos. Trends in Ecology & Evolution 13, 64-69 (1998)]. Ao contrário da intuição, esses efeitos se encaixam no conceito de herança não genética, pois são controlados pela transmissão de fatores não genéticos. Por exemplo, um determinado gene que executou expressão em um pai ou mãe pode afetar seu comportamento direcionado à criança ou alterar o perfil epigenético de outros genes na
linha germinativa , afetando assim o desenvolvimento da prole, mesmo que não herda esse gene.
Um exemplo impressionante de influência genética indireta foi encontrado em um estudo com ratos. Vicki Nelson e seus colegas cruzaram ratos criados em cativeiro para obter machos quase idênticos entre si geneticamente, com exceção do
cromossomo Y. Então eles fizeram uma pergunta estranha: o cromossomo Y masculino afeta o fenótipo das filhas? Qualquer pessoa que não tenha dormido em aulas de biologia sabe que as filhas não herdam o cromossomo Y de seu pai; portanto, de acordo com a lógica da genética clássica, os genes do cromossomo Y progenitor não podem influenciar as filhas. No entanto, Nelson e colegas descobriram que as características individuais do cromossomo Y influenciavam várias propriedades fisiológicas e comportamentais das filhas. Além disso, o efeito do cromossomo Y dos pais nas filhas era comparável em força ao do
autossomo dos pais, ou cromossomo X, que as filhas herdam. Embora o mecanismo que funcionou neste caso permaneça desconhecido, os genes do cromossomo Y tiveram que alterar o citoplasma do esperma, o epigenoma do esperma ou a composição do fluido seminal, o que permitiu que os genes do cromossomo Y influenciassem o desenvolvimento de filhos que não herdaram esses genes [Nelson, VR, Spiezio, SH & Nadeau, JH Efeitos genéticos transgeracionais do cromossomo Y paterno nos fenótipos das filhas. Epigenomics 2, 513-521 (2010)].
Alguns efeitos maternos e paternos parecem ter se desenvolvido a fim de dar vantagem à prole no habitat que eles provavelmente encontrarão [Marshall, DJ & Uller, T. Quando um efeito materno é adaptável? Oikos 116, 1957-1963 (2007)]. Um exemplo clássico de um efeito parental "preventivo" é a presença de propriedades protetoras nos filhos de pais que encontram predadores.
Daphnia é um pequeno crustáceo de água doce, flutuando lentamente e se contorcendo, usando um par de processos longos como remo. Eles servem como presa fácil para insetos predadores, crustáceos e peixes. Ao encontrar sinais químicos de predadores, alguns indivíduos Daphnia crescem espinhos na cabeça e na cauda, tornando-os mais difíceis de agarrar ou engolir. Em tal dáfnia, a prole cresce, mesmo que não haja sinais de predadores, e também altera a taxa de crescimento e o histórico de vida de uma maneira que reduz a vulnerabilidade a predadores. Essa indução intergeracional de proteção contra predadores também é encontrada em muitas plantas; quando são atacadas por herbívoros, como lagartas, as plantas produzem sementes que liberam substâncias químicas protetoras desagradáveis (ou tendem a acelerar a liberação de tais substâncias em resposta a sinais de predadores), e uma proteção induzida semelhante pode persistir por várias gerações [Agrawal, AA, Laforsch, C., & Tollrian, R. Indução transgeracional de defesas em animais e plantas. Nature 401, 60-63 (1999); Holeski, LM, Jander, G. & Agrawal, AA Indução de defesa transgeracional e herança epigenética em plantas. Trends in Ecology & Evolution 27, 618-626 (2012); Tolrian, R. Defesas morfológicas induzidas por predadores: custos, mudanças na história de vida e efeitos maternos no Daphnia pulex. Ecology 76, 1691-1705 (1995)].
Embora ainda não esteja claro como os pais de Daphnia induzem o desenvolvimento de espinhos na prole, alguns exemplos de efeitos maternos e paternos aparentemente adaptativos incluem a transmissão de certas substâncias à prole. Por exemplo, as
mariposas Utetheisa ornatrix obtêm
alcalóides da pirrolisidina comendo leguminosas que sintetizam essa toxina. As fêmeas são atraídas pelo cheiro dos machos que possuem grandes estoques desse produto químico, e transferem parte da toxina armazenada como um "presente de casamento" através do fluido seminal. As fêmeas incluem esses alcalóides nos ovos, tornando sua prole insípida para predadores [Dussourd, DE, et al. Doação defensiva biparental de ovos com alcalóide vegetal adquirido na mariposa Utetheisa ornatrix. Anais da Academia Nacional de Ciências 85, 5992-5996 (1988); Smedley, SR & Eisener, T. Sodium: O presente de uma mariposa masculina para sua prole. Anais da Academia Nacional de Ciências 93, 809-813 (1996)].
Os pais também podem preparar seus filhos para condições sociais e estilos de vida que provavelmente encontrarão - ilustra um
gafanhoto do deserto . Esses insetos podem alternar entre dois fenótipos surpreendentemente diferentes: um solitário verde-cinza e um enxame de gafanhotos preto-amarelo. Gafanhotos de enxame são caracterizados por fecundidade reduzida, vida reduzida, um cérebro grande e uma tendência a bater em enormes enxames migratórios que podem destruir plantas em grandes áreas. Gafanhotos rapidamente mudam de comportamento solitário para comportamento coletivo, tendo encontrado um grande acúmulo de insetos, e a densidade populacional em que as fêmeas se encontravam antes do acasalamento determina a opção que seus descendentes preferem. Curiosamente, o conjunto completo de mudanças fenotípicas vem se acumulando ao longo de várias gerações, o que indica a natureza cumulativa do efeito materno. Aparentemente, é afetado por substâncias transmitidas à prole através do citoplasma dos ovos e pela secreção de glândulas que envolvem os ovos, embora a modificação epigenética da linha germinativa possa desempenhar um papel [Ernst, UR, et al. Transições de fase da vida da epigenética e dos gafanhotos. Journal of Experimental Biology 218, 88-99 (2015); Miller, GA, Islam, MS, Claridge, TDW, Dodgson, T. e Simpson, SJ Formação de enxames no gafanhoto do deserto Schistocerca gregaria: Isolamento e análise por RMN do principal agente de gregificação materna. Journal of Experimental Biology 211, 370-376 (2008); Ott, SR & Rogers, SM Gafanhotos gregários do deserto têm cérebros substancialmente maiores com proporções alteradas em comparação com a fase solitária. Anais da Royal Society B 277, 3087-3096 (2010); Simpson, SJ & Miller, GA Efeitos maternos sobre características de fase em gafanhotos do deserto, Schistocerca gregaria: Uma revisão da compreensão atual. Journal of Insect Physiology 53, 869-876 (2007); Tanaka, S. & Maeno, K. Uma revisão do controle materno e embrionário das características da progênie dependente de fase nos gafanhotos do deserto. Journal of Insect Physiology 56, 911-918 (2010)].
No entanto, a experiência dos pais não necessariamente prepara os filhos para melhorar a eficiência. Por exemplo, os pais podem não reconhecer corretamente os sinais do ambiente, ou o ambiente pode mudar muito rapidamente - o que significa que às vezes os pais corrigem as propriedades dos filhos na direção errada. Por exemplo, se as mães Daphnia induzem o desenvolvimento de espinhos na prole e os predadores não aparecerem, a prole pagará pelo desenvolvimento e uso dos espinhos, mas não colherá nenhuma vantagem desse recurso. Nesses casos, um efeito parental de advertência pode prejudicar a prole. [Uller, T., Nakagawa, S., & English, S. Fraca evidência de efeitos parentais antecipados em plantas e animais. Journal of Evolutionary Biology 26, 2161-2170 (2013)]. Em geral, os filhos têm o difícil problema de integrar sinais ambientais recebidos pelos pais com sinais recebidos diretamente do ambiente - e a melhor estratégia de desenvolvimento dependerá de qual conjunto de sinais é mais útil e confiável [Leimar, O. & McNamara, JM A evolução da integração transgeracional da informação em ambientes heterogêneos. The American Naturalist 185, E55-69 (2015)].
O efeito de aviso pode não funcionar corretamente, mas a seleção natural geral deve incentivar essas tentativas. No entanto, muitos efeitos dos pais não têm nenhuma relação com a adaptação. O estresse pode ter um efeito prejudicial não apenas nos indivíduos, mas também em seus descendentes. Por exemplo, um estudo da Universidade de Illinois mostrou que as mulheres que sofrem de ataques de predadores imitavam os filhotes que produziam filhotes que treinavam mais devagar, não podiam se comportar adequadamente quando se encontravam com predadores e, portanto, a probabilidade de serem comidos era maior [McGhee , KE & Bell, AM Cuidado paterno em um peixe: efeitos epigenéticos e de condicionamento físico na ansiedade da prole. Anais da Royal Society B 281, E20141146 (2014); McGhee, KE, Pintor, LM, Suhr, EL e Bell, AM A exposição materna ao risco de predação diminui o comportamento e a sobrevida dos filhos dos antimicrobianos na luta contra o predador. Ecologia Funcional 26, 932-940 (2012)]. Esses efeitos lembram os efeitos nocivos das mães fumantes durante a gravidez em nossa espécie. O estudo das correlações em grupos de pessoas (e experimentos com roedores) mostrou que, em vez de desenvolver uma resistência a problemas respiratórios no embrião, fumar a mãe altera o espaço intra-uterino para que a criança tenha problemas pulmonares, uma predisposição para a asma e problemas psicológicos diminui. peso ao nascer e outras dificuldades [Hollams, EM, de Klirk, NH, Holt, PG e Sly, PD Efeitos persistentes do tabagismo materno durante a gravidez na função pulmonar e asma em adolescentes. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 189, 401-407 (2014); Knopik, VS, Maccani, MA, Francazio, S. e McGeary, JE A epigenética do tabagismo materno durante a gravidez e os efeitos no desenvolvimento infantil. Development and Psychopathy 24, 1377-1390 (2012); Leslie, FM Efeitos epigenéticos multigeracionais da nicotina na função pulmonar. BMC Medicine 11 (2013). Recuperado de DOI: 10.1186 / 1741-7015-11-27; Moylan, S. et ai. O impacto do tabagismo materno durante a gravidez nos comportamentos depressivos e de ansiedade em crianças: o estudo de coorte norueguês sobre mãe e filho. BMC Medicine 13 (2015). Recuperado de DOI: 10.1186 / s12916-014-0257-4].
Da mesma forma, em diferentes organismos, do fermento ao homem, os pais idosos costumam dar à luz filhos doentes ou que morrem rapidamente. Embora a transmissão de mutações genéticas através da linha germinativa possa contribuir para esses "efeitos da idade dos pais", o principal papel aqui parece ser desempenhado pela herança não genética. Portanto, embora alguns tipos de efeitos parentais representem mecanismos evolutivos que podem melhorar a aptidão dos indivíduos, é claro que alguns efeitos parentais transmitem patologias ou estresse.
Tais efeitos, não relacionados à adaptabilidade, são comparáveis a mutações genéticas prejudiciais, embora sejam diferentes deles, pois ocorrem sob certas condições.O fato de que os efeitos dos pais às vezes podem ser prejudiciais sugere que os descendentes devem ter uma maneira de atenuar esse dano, possivelmente bloqueando certos tipos de informações não genéticas recebidas dos pais. Isso pode acontecer mesmo que os interesses de condicionamento físico de pais e filhos coincidam, uma vez que a transmissão de sinais ambientais incorretos ou patologias dos pais afetará adversamente pais e filhos. No entanto, como alguns estudiosos observaram, os interesses de condicionamento físico de pais e filhos raramente coincidem completamente e, portanto, os efeitos dos pais às vezes podem se tornar uma arena de conflito entre pais e filhos [Marshall, DJ & Uller, T. Quando um efeito materno é adaptável? Oikos 116, 1957-1963 (2007); Uller, T. & Pen, I. Um modelo teórico da evolução dos efeitos maternos no conflito entre pais e filhos. Evolution 65,2075-2084 (2011); Kuijper, B. & Johnstone, RA Efeitos maternos e conflitos entre pais e filhos. Evolution 72, 220-233 (2018)].Os indivíduos tentam colocar seus recursos de forma a maximizar sua própria aptidão. Mais precisamente, a seleção natural incentiva estratégias de “aptidão inclusiva” do indivíduo e de seus parentes. Se um indivíduo acredita que pode produzir mais de um filho, ele se depara com a necessidade de tomar uma decisão sobre como dividir o bolo entre vários descendentes. Por exemplo, as mães podem maximizar o sucesso reprodutivo produzindo mais filhos, mesmo que sua contribuição para cada filho seja reduzida [Smith, CC & Fretwell, SD O equilíbrio ideal entre tamanho e número de filhos. The American Naturalist 108, 499-506 (1974)]. Porém, como cada criança individualmente obterá mais benefícios, tirando mais recursos da mãe,tais estratégias maternas “egoístas” custarão caro às crianças que podem desenvolver estratégias contrárias para extrair mais recursos de suas mães.Para complicar ainda mais, é necessário levar em conta que os interesses da mãe e do pai também podem diferir. Como David Haig apontou, os pais geralmente podem se beneficiar ajudando os filhos a extrair recursos extras de suas mães, mesmo que esse processo prejudique a aptidão de suas mães. Isso ocorre porque quando os machos têm a oportunidade de ter filhos com várias fêmeas, cada um dos quais também pode acasalar com outros machos, a melhor estratégia do macho é usar egoisticamente os recursos de cada parceiro para beneficiar seus próprios descendentes. Conflitos semelhantes entre pais e filhos e mães e pais sobre a contribuição dos recursos dos pais são uma área potencialmente importante, mas pouco estudada, da evolução da herança não genética.De todos os inúmeros fatores que compõem o ambiente do animal, a dieta é especialmente importante para o condicionamento físico, a saúde e muitas outras funções. Sem surpresa, a dieta também tem um grande impacto nas gerações futuras. Meu colega estudou os efeitos de uma dieta em belas moscas da família neriidae chamada Telostylinus angusticollis, que se reproduzem na casca em decomposição de árvores na costa leste da Austrália. Moscas machos são surpreendentemente diversas: em um aglomerado típico de um tronco de árvore, monstros com 2 cm de comprimento podem ser encontrados junto com anões de cinco milímetros. No entanto, quando as moscas são criadas com uma dieta larval padrão em laboratórios, todos os machos adultos têm tamanho muito semelhante, sugerindo que a diversidade na natureza provém do ambiente, não da genética; em outras palavras, larvas,que têm a sorte de encontrar alimentos ricos em nutrientes crescem em adultos grandes, e aqueles que não recebem alimentos acabam sendo pequenos.
Apesar da ausência de “presentes de casamento” ou outras formas geralmente aceitas de contribuição dos pais, o macho Telostylinus angusticollis voa, tendo recebido uma quantidade suficiente de nutrientes no estágio larval, produzindo descendentes maiores. Na foto, dois machos lutam por uma fêmea com um macho à direita.Mas alguma dessas diferenças significativas no fenótipo dos machos é causada pelo ambiente transmitida através de gerações? Para descobrir, causamos diferenças no tamanho dos corpos dos machos, alimentando alguns deles com alimentos ricos em nutrientes e seus parentes - pobres.Como resultado, apareceram irmãos grandes e pequenos, que então acasalamos com fêmeas alimentadas com exatamente a mesma comida. Ao medir os filhos, descobrimos que os machos grandes produziam filhos maiores que os irmãos menores, e estudos subsequentes mostraram que esse efeito parental não genético é provavelmente controlado por substâncias transmitidas no fluido seminal [Bonduriansky, R. & Head, M. Efeitos da condição materna e paterna sobre o fenótipo da prole em Telostylinus angusticollis (Diptera: Neriidae). Journal of Evolutionary Biology 20, 2379-2388 (2007); Crean, AJ Kopps, AM e Bonduriansky, R. Revisitando a telegonia: os filhos herdam uma característica adquirida do companheiro anterior de sua mãe. Ecology Letters 17, 1545-1552 (2014)]. No entanto, como o T. angusticollis ejaculado transmitido é pequeno em tamanho,ordens de magnitude menores que um ejaculado típico contendo nutrientes que os machos de alguns insetos transmitem, nesse caso, aparentemente, os nutrientes não são transmitidos dos machos para as fêmeas ou para seus filhotes.Recentemente, descobrimos que efeitos semelhantes também podem ocorrer na prole concebida por outros machos [Crean, AJ Kopps, AM e Bonduriansky, R. Revisitando a telegonia: a prole herda uma característica adquirida do companheiro anterior de sua mãe. Ecology Letters 17, 1545-1552 (2014)]. Angela Kreen recebeu machos grandes e pequenos da mesma maneira descrita anteriormente, e depois acasalou cada uma das fêmeas com os dois tipos de machos. O primeiro acasalamento ocorreu quando os ovos da fêmea eram imaturos, e a segunda duas semanas após o desenvolvimento dos ovos e o recebimento de uma casca impenetrável. Logo após o segundo acasalamento, as fêmeas depositaram seus ovos e os filhotes foram coletados para estudar o genótipo e determinar a paternidade. Como os óvulos das moscas podem ser fertilizados apenas em um estado maduro (quando o espermatozóide entra através de um orifício especial na casca),e as fêmeas raramente armazenam espermatozóides por duas semanas, não ficamos surpresos quando quase todos os filhos eram filhos de machos acasalando com fêmeas na segunda abordagem.Mas, curiosamente, descobrimos que a dieta larval do primeiro parceiro de sua mãe influenciou o tamanho de seus filhos. Ou seja, os filhos eram maiores quando o primeiro parceiro de sua mãe comia bem, sendo uma larva, mesmo que esse macho não fosse seu pai. Em um experimento separado, descartamos a possibilidade de que as fêmeas regulassem sua contribuição para os ovos com base em estimativas visuais ou de feromônios do primeiro macho, o que nos levou a concluir que as moléculas de fluido seminal do primeiro macho foram absorvidas pelos ovos não desenvolvidos da fêmea (ou, por exemplo, forçaram as fêmeas a mudar sua contribuição para o desenvolvimento dos ovos) e, assim, influenciaram o desenvolvimento de embriões fertilizados pelo segundo macho. Tais efeitos intergeracionais não-parentais ( August Weisman os chamou de " telegonia") foram amplamente discutidos na literatura científica antes do surgimento da genética mendeliana , mas suas evidências iniciais eram completamente pouco convincentes. Nosso trabalho fornece a primeira confirmação moderna da possibilidade da presença de tais efeitos [Um efeito semelhante à telegonia agora também foi relatado em Drosophila. Veja: Garcia-Gonzalez, F. & Dowling, DK Efeitos transgeracionais das interações sexuais e dos conflitos sexuais: os não-touros aumentam a fecundidade das fêmeas na geração seguinte. Cartas de Biologia 11 (2015)]. Embora a telegonia vá além da hereditariedade no sentido usual de “vertical” (pais crianças), ilustra claramente o potencial de fatores não genéticos em investigações que violam a suposição de Mendel.Há muitas evidências de que, em mamíferos, a dieta dos pais afeta o desenvolvimento dos filhos. Estudos-piloto sobre os efeitos da dieta em ratos - especialmente restringindo a ingestão de nutrientes essenciais, como proteínas - começaram na primeira metade do século 20 para examinar os efeitos da desnutrição na saúde. Na década de 1960, os pesquisadores descobriram com interesse que as fêmeas com dieta pobre em proteínas durante a gravidez produziam bebês e netos doloridos, magros, com um cérebro relativamente pequeno, com um número reduzido de neurônios, e com desempenho ruim em testes em animais. inteligência e memória. Nos últimos anos, os pesquisadores, usando modelos experimentais de camundongos e ratos, tentaram entender o efeito de uma dieta excessiva ou desequilibrada,tentando entender a epidemia de obesidade entre as pessoas, agora foi estabelecido que a dieta da mãe e a do pai podem ter um efeito diferente no desenvolvimento e na saúde das crianças. Alguns desses efeitos ocorrem através da reprogramação epigenética de células-tronco embrionárias no útero. Por exemplo, em ratos, a dieta de uma mãe rica em gordura reduz a quantidade decélulas-tronco hematopoiéticas (hemocitoblastos) que geram células sanguíneas, e uma dieta enriquecida com drogas liberadoras de metila aumenta o número de células-tronco neurais nos embriões [Kamimae-Lanning, AN, et al. A dieta rica em gordura e a obesidade maternas comprometem a hematopoiese fetal. Metabolism Molecular 4, 25-38 (2015); Amarger, V. et ai. O conteúdo de proteínas e os doadores de metila na dieta materna interagem para influenciar a taxa de proliferação e o destino celular das células-tronco neurais no hipocampo de ratos. Nutrients 6, 4200-4217 (2014)]. Em ratos, uma dieta rica em gordura reduz a produção de insulina e a tolerância à glicose em suas filhas [Ng, SF, et al. Dieta rica em gordura crônica em programas de pais disfunção de células β em filhotes de ratos fêmeas. Nature 467, 963-966 (2010)]. Foram obtidas evidências de efeitos semelhantes em humanos.Se você tentar avaliar o estado atual do conhecimento no campo da hereditariedade prolongada, o estado da genética na década de 1920 ou da biologia molecular na década de 1950 vem à mente. Sabemos o suficiente para apreciar a profundidade de nossa ignorância e reconhecer as dificuldades que temos pela frente. Mas uma coisa já está clara, com certeza - Galtonianoas suposições que moldaram a pesquisa empírica e teórica por quase cem anos são violadas em muitos contextos, o que significa que os biólogos têm tempos interessantes pela frente. Pesquisadores empíricos estarão ocupados por muitos anos estudando os mecanismos da herança não genética, observando seu impacto ambiental e estabelecendo suas conseqüências evolutivas. Este trabalho exigirá o desenvolvimento de novas ferramentas e o planejamento de experimentos engenhosos. Os teóricos terão uma tarefa igualmente importante para refinar idéias e fazer previsões. Em nível prático, para medicina e saúde, agora está claro que não precisamos ser "transmissores passivos da natureza que recebemos", pois nossa experiência de vida desempenha um papel não trivial na formação da "natureza" hereditária que transmitimos aos nossos filhos.Russell Bonduriansky é professor de biologia evolutiva na Universidade de New South Wales, na Austrália. Troy Day é professor do Departamento de Matemática e Estatística e do Departamento de Biologia da Universidade de Queens, no Canadá. Trecho da Hereditariedade Estendida: Um Novo Entendimento de Herança e Evolução de Russell Bonduriansky e Troy Day