Alles Leben hat ein gemeinsames Ziel: Überleben und sich fortpflanzen. Aber wenn es um Elternschaft geht, werden Prioritäten nicht immer zwischen den Geschlechtern übersetzt. Nach der Hinterlegung ihrer genetischen Beiträge verlassen die meisten Säugetierväter das Stadium, um andere Frauen zu imprägnieren. Mütter hingegen neigen dazu, die Hauptlast der Arbeit zu tragen, wenn es darum geht, Junge zu zeugen und zu gebären.
Wie hingebungsvoll wird eine Mutter sein? Es stellt sich heraus, dass er auch nach der Trennung des Vaters das Sagen hat.
Heute berichten Wissenschaftler, dass ein Vater möglicherweise die Fähigkeit hat, die Aufmerksamkeit einer Mutter auf ihre Kinder zu lenken - bevor sie überhaupt geboren werden. Die väterlichen Gene, die ein Fötus trägt, können das Gehirn der Mutter während der Schwangerschaft beeinflussen und sie dazu veranlassen, mehr oder weniger Zeit für die Betreuung ihrer Kinder aufzuwenden.
Ein Kind, das so viele Nährstoffe wie möglich von seiner Mutter bezieht, kann die Abstammung eines Vaters für ihn kostenlos sichern - aber eine Mutter muss während der Schwangerschaft und der frühen Kinderbetreuung immer noch Priorität auf ihr eigenes Wohlbefinden legen.
Ein gutes Beispiel für diesen sexuellen Konflikt ist das Gen Igf2 , das das schnelle Wachstum fetaler Zellen fördert . Wie der Großteil unseres genetischen Materials wird Igf2 paarweise vererbt - eine Kopie von Mama und eine Kopie von Papa. Aber im Gegensatz zu anderen Genen wird nur die Version von Papa zum Laufen gebracht. Das Igf2 von Mama wird dagegen durch eine chemische Modifikation unterdrückt, die wie ein Schalldämpfer an einem Motor wirkt. Mamas Igf2- DNA erfährt keine Änderungen - aber die Anweisungen des Gens sind über den Lärm des zellulären Milieus nicht mehr zu hören. Die Stille scheint sinnvoll: Wenn ein Fehler auftritt, der auch die Igf2 -Kopie der Mutter einschaltet, steigt die Größe des Babys schnell an. Dies könnte eine gute Nachricht für Papa sein - ein großes Baby überlebt mit größerer Wahrscheinlichkeit -, aber Mutter kann ernsthafte Probleme bekommen, wenn sie einen unüberschaubar großen Fötus tragen und zur Welt bringen muss.
Um dieser Möglichkeit vorzubeugen, haben Frauen ihr eigenes ausfallsicheres Gen entwickelt: ein anderes Gen namens Igf2r . Das "r" steht für "Rezeptor": Das Produkt dieses Gens kann frei schwebende IGF-2-Proteine aufsaugen, bevor sie ihre wachstumsfördernde Wirkung entfalten. Es überrascht nicht, dass Papas Kopie von Igf2r still bleibt - seine Erwiderung auf die Zurückhaltung von Mamas Igf2 -, aber wenn väterlicherseits Igf2r versehentlich den Mund aufmacht, werden Babys mit zu geringem Gewicht geboren. Zwischen diesen beiden Extremen liegt das typische Ergebnis: Ein Goldlöckchen-Nachwuchs, der nicht zu groß und nicht zu klein ist und das Igf2 des Vaters und das Igf2r der Mutter ausdrückt.
Dies ist das Phänomen des genomischen Prägens - eine Form des nicht-genetischen Erbes, bei der beide Kopien eines Gens existieren, aber nur die Version eines Elternteils intakt bleibt. Über 150 geprägte Gene wurden in Mäusen bestätigt, von denen etwa die Hälfte Gegenstücke beim Menschen konserviert hat. Tatsächlich ist das Drucken der früheste Kompromiss bei der Elternschaft.
Ein Großteil der bisherigen Forschungen zu eingeprägten Genen hat die unmittelbaren Auswirkungen auf die Kinder untersucht, die sie erben - zum Beispiel, wie oft ein Mäusewelpe um seine Mutter weint. Die leitende Autorin Rosalind John, Professorin für Biologie an der Universität Cardiff, vermutete jedoch, dass die genetischen Erbstücke eines Vaters auch das Verhalten der Mutter direkt beeinträchtigen könnten.
Frühere Arbeiten von Johns Forschungsgruppe hatten herausgefunden, dass die Expression eines eingeprägten Gens namens Phlda2 in einem Fötus das Wachstum von Hormon-sekretierenden Plazentazellen hemmt. Diese Hormone rekrutieren Nährstoffe, um die frühe Entwicklung zu unterstützen. Es überrascht nicht, dass die väterliche Kopie von Phlda2 des Nachwuchses unter Verschluss gehalten wird. Aber Mütter möchten, dass ihre Kopie eingeschaltet bleibt: Wenn Phlda2 dies nicht überprüft, können diese zuckersättigenden Hormone in der Plazenta einen Horter für einen Fötus bilden und der Mutter wenig Energie lassen.
Andere Forscher hatten festgestellt, dass diese Hormone jedoch nicht nur in der Plazenta wirken. Während der Schwangerschaft breiteten sie sich im ganzen Körper der Mutter aus und sammelten sich in ihrem Gehirn an. Dies ließ John den Verdacht aufkommen, dass sie auch eine Mutter ermutigen könnten, sich um ihre Jungen zu kümmern.
Schwangerschaft ist ein lebensveränderndes Ereignis - so viel ist offensichtlich. Noch bevor ein Kind geboren wird, erfahren die Frauen enorme physiologische und psychologische Veränderungen - einschließlich eines regelrechten Hormonschwarms -, die sie auf die entmutigende Aufgabe der Mutterschaft vorbereiten. "Eine neue Mutter wird während der Schwangerschaft vorbereitet", erklärt John. "Es ist wirklich wichtig für das Wohlbefinden der Welpen."
Und der Status von Phlda2 als geprägtes Gen stimmte genau mit diesem überein : Die Manipulation des Elternansatzes der Mutter könnte eine weitere Möglichkeit sein, wie ein Vater seinen Einfluss auf das künftige Wohlergehen seines Kindes schleichend ausübt.
Um diese Möglichkeit auszuloten, untersuchte ein Forscherteam, zu dem auch der leitende Autor Hugo Creeth gehörte, ein Biologe, der unter der Aufsicht von John an der Cardiff University arbeitete, die Auswirkungen des Bastelns mit der fötalen Phlda2- Expression bei Mäusen. In der Regel exprimieren sich entwickelnde Mäuse nur die Kopie von Phlda2 der Mutter, um zu verhindern, dass diese Plazentahormone grassieren. Wenn Sie die Kopie Ihres Vaters zum Schweigen bringen, halbieren Sie die Ausgabe der Anweisungen des Gens. Die Forscher manipulierten genetisch Mausembryonen, um beide Kopien von Phlda2, einer extremen Version des mütterlichen Optimums, oder keine Kopie von Phlda2, umzudrehen, eine Bedingung, die das väterliche Ideal begünstigte. Anschließend implantierten sie diese hochdosierten und niedrigdosierten Embryonen zusammen mit normalen Nachkommen, die nur die Kopie von Phlda2 der Mutter exprimierten, in genetisch nicht manipulierte Mütter. Wie erwartet veränderte die Menge an Phlda2 im Mutterleib die Expression neuronaler Gene zu einem späten Zeitpunkt der Schwangerschaft und bestätigte, dass die veränderte Genetik die Produktion (oder den Mangel) von Plazentahormonen vorantreibt.
Als die Mäusewelpen geboren wurden, untersuchten die Forscher das Verhalten der neuen Mütter in den ersten Tagen nach der Geburt, als die Kinderbetreuung am kritischsten war. Neue Mäusemütter ziehen ihre Nachkommen auf, ohne dass Väter etwas dafür tun müssen, und müssen ihre Zeit zwischen der Selbstversorgung, der Pflege mehrerer neuer Welpen und dem Unterhalt ihres Zuhauses aufteilen. Der Tag hat nur so viel Zeit - die Prioritäten einer Mutter sind also maßgeblich dafür, wie sie ihre Zeit für diese Aufgaben einsetzt. Das Team stellte erfreut fest, dass Mäusemütter, die Welpen mit minimalem Phlda2 (und einem Anstieg der mütterlichen Hormone) trugen, mehr Zeit damit verbrachten, ihre Nachkommen zu pflegen und sich selbst zu pflegen, und weniger Zeit damit, Nester zu bauen. Auf der anderen Seite widmeten sich Mütter, die zusätzlichem Phlda2 (und weniger mütterlichen Hormonen) ausgesetzt waren, dem Nestbau - laut Creeth eine Demonstration der „Haushaltung“ von Mäusen - anstatt sich übermäßig um ihre Jungen zu kümmern.
Die Forscher waren etwas überrascht zu sehen, wie Mütter auf die Auswirkungen von Phlda2 einwirken, wenn sie mehr Zeit nicht nur für ihre Jungen, sondern auch für sich selbst verbringen. War das nicht intuitiv mit den Prioritäten des Vaters? Aber Creeth argumentierte, dass die Mäuse für ihr eigenes Wohlergehen sorgten, damit sie sich angemessen um ihre Kinder kümmern konnten. Die Logik ist vielleicht vergleichbar mit dem Anlegen einer eigenen Sauerstoffmaske, bevor Sie Ihrem Kind bei seiner helfen. Überspringen Sie den ersten Schritt, und wahrscheinlich leiden beide unter den Folgen.
„Wir mussten überdenken, was gute Mutterschaft ausmacht“, erklärt Creeth. „Es gibt keinen Goldstandard. Es ist eine Staffelung der Prioritäten. “
Da Phlda2 jedoch auch die Ernährung des Fötus beeinflusst, wogen Welpen mit zusätzlichem Phlda2 bei der Geburt weniger. Um sicherzustellen, dass das Gehirn sich während der Schwangerschaft verändert und nicht, wie die Welpen ausgesehen oder gehandelt haben, die Verhaltensänderungen beeinflusst, wiederholten die Forscher ihr Experiment und ließen die Mütter mit verschiedenen Dosen von fötalem Phlda2 schwanger werden. Aber dieses Mal wurden die Welpen sofort nach der Geburt gegen Neugeborene mit normaler Phlda2-Prägung ausgetauscht - und die Ergebnisse waren die gleichen.
Dies besiegelte den Deal für John und ihr Team. "Viele Studien hatten dies bereits angedeutet, aber es gab keine Experimente", sagt sie. "Es war ein Schuss in die Dunkelheit, als wir uns für dieses Experiment entschieden haben." Aber die Ergebnisse waren klar: Die Unterschiede in der fetalen Genexpression während der Schwangerschaft hatten ausgereicht, um das Gehirn von Mutter nachhaltig neu zu verdrahten.
David Haig, Professor für Evolutionsbiologie an der Harvard University, der sich mit genomischem Imprinting befasst, lobte die "elegante" Studie und ihre "sehr coolen Ergebnisse". "Wir wissen seit langem, dass Schwangerschaft das Verhalten von Müttern nach der Geburt beeinflusst, aber zu zeigen ist Dass der Fötus einen Effekt von Genen hat, ist neu “, sagt Haig, der nicht an der Arbeit beteiligt war.
Die Arbeit des Teams verleiht dem Gedanken Glauben, dass Väter die Gesundheit von Kindern nicht allein durch genetische Vererbung bestimmen. In solchen Fällen können sie den Fötus sogar als chemischen Gesandten in diesem Kampf zwischen Männern und Frauen einsetzen und die Prioritäten einer Mutter in Richtung einer aufmerksameren Kinderbetreuung lenken.
Marisa Bartolomei, Professorin für Entwicklungsbiologie an der University of Pennsylvania, die sich mit Genomic Imprinting befasst, hob das „clevere und kreative“ Design der Studie hervor. "Dies ist das erste Mal, dass die Gene des Fötus die elterliche Fürsorge beeinflussen, unabhängig von den Genen der Mutter", sagt Bartolomei, der nicht an der Forschung beteiligt war. "Dies ist keine Idee, über die [viele Wissenschaftler] gesprochen haben."
In der zukünftigen Arbeit hoffen John und ihr Team, ein besseres Verständnis dafür zu erlangen, welche genauen Hormone die beobachteten Auswirkungen haben. Obwohl die Welpen in dieser Studie offenbar keine negativen Auswirkungen von Verschiebungen in der mütterlichen Fürsorge hatten, könnte es darüber hinaus zu langfristigen Veränderungen kommen, die in dieser kurzen Zeitspanne nicht erfasst wurden. John ist besonders besorgt über die psychischen Folgen, da niedriges Geburtsgewicht und postpartale Depression mit neurologischen Entwicklungsstörungen bei menschlichen Kindern in Verbindung gebracht wurden. Da bei einigen Kindern mit niedrigem Geburtsgewicht Probleme mit Phlda2 festgestellt wurden, hofft John, diese und andere Erkenntnisse zu nutzen, um die reproduktive Gesundheit des Menschen in Zukunft zu informieren.
Schon vor der Geburt kommunizieren die Kinder die Absichten ihrer Väter auf eine Art und Weise, die anhält. Die Prioritäten von Mann und Frau stimmen nicht immer überein - und in gewisser Weise ist Prägung eine Entwicklung, die zaghaft eine weiße Fahne zwischen den sich bekämpfenden Geschlechtern schwenkt. Aber am Ende des Tages ist eine Abhandlung erreicht, wie dürftig sie auch sein mag: Im Krieg der Liebe ist alles in Ordnung. "Es geht nur um Ausgewogenheit", sagt Creeth. "Was [beide] letztendlich wollen ... ist das Beste für die Nachkommen."
