Embarazo: conflicto entre madre e hijo?

Embarazo suena como la última forma de la cooperación de los animales - madres comparten sus propios cuerpos para crecer y apoyar el desarrollo prenatal de sus hijos.Pero, en realidad, los embriones utilizan cada truco en el libro para llevar más que su parte justa. Madres, a su vez, formar sus mejores tácticas de defensa.

En última instancia, es una carrera de armamentos evolutiva. Descendientes evolucionan continuamente estrategias para robar los recursos, mientras que las madres evolucionan las estrategias para defender sus recursos. La selección natural favorecerá a los embriones que son capaces de robar los recursos, pero esto supondrá un coste para la madre.

Mis colegas y yo estamos interesados ​​en cómo podrían haber evolucionado los mecanismos de esta batalla. Recientemente hemos investigado algunas diferencias entre los animales estrechamente relacionados que llevan sus otros jóvenes y que ponen huevos de averiguar cómo las hormonas evolucionado para ser expresados ​​en la placenta. Mediante la comprensión de los procesos que apoyan el conflicto, podemos identificar cómo surgió este conflicto, y los impactos que podría ostentar para la salud humana.

Durante el embarazo, las madres apoyan su descendencia por proporcionar alimento a través de una placenta . Formado a partir tanto del tejido de la madre de embrión y, este órgano facilita el intercambio de materiales entre los dos. La placenta es responsable de la transferencia de oxígeno y nutrientes al bebé, al mismo tiempo elimina los productos de desecho, como el dióxido de carbono y urea.

Mediante la secreción de la hormona señales a través de la placenta para ser recibido por el cuerpo de la madre, los embriones pueden alterar la cantidad de alimentos que se proporcionen. En un mundo verdaderamente cooperativo, descendencia sería liberar estos "Dame más!" Hormonas sólo si eran desnutridos. Pero embriones en realidad producen estas hormonas más exigentes de la madre casi constantemente durante todo el embarazo.

cuerpo de las madres defenderse de estas demandas hormonales con defensas, incluyendo el desarrollo de las barreras físicas entre el embrión y el suministro de sangre materna, y la producción de enzimas que pueden descomponer los niveles excesivos de hormonas de embriones producidos.

Pero ¿de dónde los embriones usan herramientas para dar esta batalla por venir? Esa es la pregunta que mis colegas y yo recientemente investigados.

La caza de los orígenes de los conflictos

Placentas no se limitan a los mamíferos. También son encontrados en reptiles y peces como el caballito de mar .

En una reciente investigación publicada en la revista General y Endocrinología Comparada, mis colaboradores y yo tenía como objetivo identificar cómo una especie animal evoluciona una placenta.

Sabemos que los animales portadores vivos evolucionan a partir de las que ponen huevos, pero que tenía curiosidad sobre el papel de los conflictos entre padres e hijos en este proceso. Tuvo el control de la placenta del embarazo evoluciona a través de nuevas hormonas? ¿O se basan en genes que ya estaban presentes en las poblaciones ancestrales?

Nuestro primer paso estaba examinando las hormonas producidas por el tejido de la placenta de tres especies de animales: el caballo, el sur de la hierba eslizón lagarto y una población vivíparos del lagarto deslizador sudeste .

Sabemos cada uno de estos grupos evolucionaron embarazo independientemente, porque cada uno es más relacionado de cerca a una especie que ponen huevos de lo que son el uno al otro. Por ejemplo, los primeros mamíferos eran puesta de huevos y algunos de ellos todavía están alrededor hoy - ornitorrinco de Australia, por ejemplo. Del mismo modo, cada una de las especies de lagartos vivíparos que estudiamos tiene parientes que ponen huevos estrechamente relacionados.

Al estudiar tanto la vivíparos y familiares que ponen huevos de estos animales podemos entender las cosas que son necesarias para la transición.

Se comparó la lista de las hormonas producidas por los tejidos de la placenta de estos animales a un tejido similar de dos animales que ponen huevos: el pollo y una población de puesta de huevos del lagarto control deslizante del sudeste. Estas especies no tienen placentas porque ponen huevos en lugar de llevar su nonato joven internamente. Pero placentas evolucionaron a partir de una membrana que recubre la superficie interna de los huevos en desarrollo. Esta membrana embrionaria apoya el intercambio de gases entre el embrión y el mundo fuera de su huevo.

Cuando se compararon los genes que se encuentran en la membrana embrionaria de especies con y sin una placenta, las listas corresponden en gran medida. Este hallazgo demuestra que las hormonas utilizadas por los embriones para manipular a sus madres desarrollaron hace mucho tiempo, en un antepasado común de los reptiles y mamíferos.Cuando el embarazo se desarrolló, los mecanismos para la iniciación del conflicto entre la madre y el embrión ya se encontraban en el lugar.

Aunque no sabemos la función de estas hormonas en las especies que ponen huevos, podemos especular. La membrana embrionaria es el primer punto de contacto entre la vida de un embrión y el mundo exterior. Estas hormonas pueden alterar el desarrollo de los embriones en respuesta a algún estímulo ambiental, tales como la temperatura o la enfermedad.

Madre vs. papá al campo de batalla Placenta

¿Por qué son las madres y los embriones en desacuerdo, de todos modos?

Después de todo, los animales tienen dos objetivos principales: evolutivas para sobrevivir y para producir descendencia fértil para difundir sus genes. Los individuos maximizan la aptitud de sus genes mediante la producción de tantas crías sanas, ya que pueden largo de su vida. Por lo tanto, parece razonable que las madres querrían para apoyar a sus hijos a darles la mejor oportunidad de supervivencia - con tal de que no pone en riesgo a sí misma madre.

Pero recuerde, la descendencia contiene genes de ambos padres. Si un padre puede alterar el desarrollo de su descendencia de una manera que le permite tomar ventaja de la madre, incluso si se impone un costo a ella, sería él y sus genes dar una ventaja de fitness.

Esto es particularmente crítico cuando las hembras se aparean con varios machos. En este caso, un padre puede ser el padre de sólo uno o unos pocos de los muchos descendientes de una hembra produce durante su vida. Él quiere que su descendencia tenga una ventaja sobre los demás engendrados por los competidores.

De esta manera, los objetivos de los genes del padre podrían no coincidir con los objetivos de la madre. Es la diferencia entre los objetivos de la mamá y papá genes que son la causa última del conflicto madre-embrión durante el embarazo.

Los genes maneras de controlar el desarrollo más allá

Como resultado de la batalla en curso a través de la placenta, algunos animales han desarrollado estrategias para influir en el desarrollo de sus hijos de manera que no incluyan cambios en los genes que transmiten.

Por ejemplo, hombres y mujeres pueden marcar los genes de su esperma y huevos en distintas formas por lo que el efecto del gen depende de cuál de los padres se la pasó. Los científicos llaman a este fenómeno - cuando el resultado de un gen en un individuo depende de si se hereda de la madre o el padre - la impronta genómica.

La impronta genómica es un mecanismo por el cual la batalla placenta se puede librar.

El gen que produce la insulina como factor de crecimiento de dos ( IGF-2 ) es un ejemplo.Se controla el crecimiento de la placenta: más de los resultados de la hormona en una placenta más grande y más nutrientes que se transfieren a la descendencia, mientras que los menores resultados de producción en los hijos más pequeños.

Cuando la madre hace que las células de huevo, que modifica el gen IGF-2 mediante la adición de moléculas que en última instancia, cambiar la estructura del ADN. Con esta modificación, los genes codificados por el ADN no se pueden expresar. Así que en la descendencia normal, la copia materna de este gen no se expresa, mientras que la copia paterna es. La mama está trabajando para asegurarse de que el embrión no se toma con avidez más recursos de lo que necesita, mientras papá está feliz de ver el granero de embriones más allá de lo estrictamente necesario.

Mi grupo de investigación quería para identificar si la impronta genómica está presente en los reptiles que tienen una placenta. En una investigación publicada en la revista Genes desarrollo y evolución, nos fijamos en los genes que están impresas en la placenta de los mamíferos, y se analiza la impronta de esos mismos genes en la lisa hierba sur.

Resultó que ninguno de los mamíferos genes impresos se imprimen en este lagarto, sugiriendo algunas diferencias fundamentales entre el papel del conflicto en el embarazo de mamíferos y reptiles. La guerra en las placentas de mamíferos se libra el uso de la impronta genómica, donde como en los reptiles, parece que las madres y los padres deben utilizar otras herramientas.

Mujer sur hierba eslizón dar a luz. Después del parto, la madre puede ser visto comer los tejidos de la placenta.

Juntos, nuestros estudios sugieren que los genes responsables de los conflictos en los animales que exhiben el embarazo estaban presentes en las membranas embrionarias del ancestro común más reciente de los mamíferos y reptiles, que vivió hace más de 300 millones de años. Parece que el conflicto entre madre e hijo se cuece en especies, y es probable que se produzca el embarazo en cualquier momento se desarrolla en los animales.

Si bien los procesos que sustentan el conflicto se conocen bien, quedan muchas preguntas. ¿Cómo funciona el proceso de conflicto contribuyen a la evolución de un órgano tan complejo como una placenta? Estoy interesado en cómo este conflicto interno interactúa con el medio ambiente en los ecosistemas naturales. Por ejemplo, ¿cómo la disponibilidad de recursos afecta a la forma en que la madre proporciona los recursos a su descendencia? Mi investigación en curso busca entender cómo afecta a la disponibilidad de recursos lo que los embriones reciben a través de la placenta, y la genética que sustentan la función de este órgano.