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科学家测试了各种环境下长辈后代的进化适应性

在人类和许多其他物种中,年龄较大的母亲的后代表现不及年龄较小的母亲。他们不健康,或者寿命不长,或者后代少。一个长期的难题是为什么进化会在许多物种中维持这种母体效应,因为这些后代的后代不太适合生存和繁殖。

在轮虫(微观无脊椎动物)的一项新研究中,科学家在野外被捕食的威胁下或食物供应减少的情况下,在一些真实和模拟的环境中(包括相对繁华的实验室培养),测试了长辈后代的进化适应性。他们证实,这种称为“母体效应衰老”的母体年龄效应,确实会降低后代在所有环境中的进化适应性,主要是通过降低生育高峰期的生育力。他们还提出了可能发生这种情况的进化机制。这项研究由海洋生物实验室的克里斯汀·格里布尔(Kristin Gribble)和伍兹霍尔海洋学研究所的克里斯蒂娜·埃尔南德斯(ChristinaHernández)领导,于本周在美国国家科学院院刊上发表。

这项研究的独特之处在于,它结合了我们先前工作中得到的实验室数据和数学模型,以解决老化过程中长期存在的问题。自然选择应该淘汰那些年纪较小的母亲的后代。那么为什么我们在这么多物种中看到这种现象呢?”

为了解决这个问题,Hernández及其合作者建立了数学模型,以首次计算自然选择压力对后代种群生存和生育力的影响,其强度取决于其母亲的年龄。他们发现这种称为选择梯度的压力随着产妇年龄的增长而下降。

埃尔南德斯说:“由于选拔压力随着母亲的年龄而降低,因此可能不足以从人群中消除这些不适合的[后代]。”

Gribble补充说:“因此,母体效应衰老将持续并继续在人群中发展,即使它会导致体能下降。” 他们尚未完全了解导致子代质量随产妇年龄而下降的遗传机制。

该小组开发的模型可以应用于各种物种,以评估母体效应衰老的适应性后果。格里布尔说:“只要像我们一样,拥有关于不同年龄母亲的后代寿命和繁殖力的实验数据,就可以在许多生物体中解决这个问题。”

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