Читаем The Epigenetics Revolution полностью

It’s also important to remember that a human egg is large. It contains a nucleus which is relatively small in volume compared to the surrounding cytoplasm. Imagine a grape inside a satsuma to gain some idea of relative sizes. The cytoplasm carries out a lot of functions when an egg gets fertilised. Perhaps something occurred during early developmental programming in Basje that ultimately resulted in the cytoplasm of her eggs containing something unusual. That might sound unlikely but egg production in female mammals is actually initiated early in their own embryonic development. The earliest stages of zygote development rely to a large extent on the cytoplasm from the egg. An abnormality in the cytoplasm could stimulate an unusual growth pattern in the foetus. This again would result in transgenerational inheritance but not through the direct transmission of an epigenetic modification.

So we can see that there are various mechanisms that could explain the inheritance patterns seen through the maternal line in the Dutch Hunger Winter survivors. It would help us to understand if epigenetics plays a role in acquired inheritance if we could study a less complicated human situation. Ideally, this would be a scenario where we don’t have to worry about the effects of the intra-uterine environment, or the cytoplasm of the egg.

Let’s hear it for fathers. Because men don’t get pregnant, they can’t contribute to the developmental environment of the foetus. Males also don’t contribute much cytoplasm to the zygote. Sperm are very small and are almost all nucleus – they look like little bullets with tails attached. So if we see transgenerational inheritance from father to child, it isn’t likely to be caused by intra-uterine or cytoplasmic effects. Under these circumstances, an epigenetic mechanism would be an attractive candidate for explaining transgenerational inheritance of an acquired characteristic.

Greedy fellows in Sweden

Some data suggesting that male transgenerational inheritance can occur in humans comes from another historical study. There is a geographically isolated region in Northern Sweden called Överkalix. In the late 19th and early 20th centuries there were periods of terrible food shortages (caused by failed harvests, military actions and transport inadequacies), interspersed with periods of great plenty. Scientists have studied the mortality patterns for descendants of people who were alive during these periods. In particular, they analysed food intake during a stage in childhood known as the slow growth period (SGP). All other factors being equal, children grow slowest in the years leading up to puberty. This is a completely normal phenomenon, seen in most populations.

Using historical records, the researchers deduced that if food was scarce during a father’s SGP, his son was at decreased risk of dying through cardiovascular disease (such as stroke, high blood pressure or coronary artery disease). If, on the other hand, a man had access to a surfeit of food during the SGP, his grandsons were at increased risk of dying as a consequence of diabetic illnesses[42]. Just like Camilla in the Dutch Hunger Winter example, the sons and grandsons had an altered phenotype (a change in the risk of death through cardiovascular disease or diabetes) in response to an environmental challenge they themselves had never experienced.

These data can’t be a result of the intra-uterine environment nor of cytoplasmic effects, for the reasons outlined earlier. Therefore, it seems reasonable to hypothesise that the transgenerational consequences of food availability in the grandparental generation were mediated via epigenetics. These data are particularly striking when you consider that the original nutritional effect happened when the boys were pre-pubescent and so had not even begun to produce sperm. Even so, they were able to pass an effect on to their sons and grandsons.

However, there are some caveats around this work on transgenerational inheritance through the male line. In particular, there are risks involved in relying on old death records, and extrapolating backwards through historical data. Additionally, some of the effects that were observed were not terribly large. This is frequently a problem when working with human populations, along with all the other issues we have already discussed, such as our genetic variability and the impossibility of controlling environment in any major way. There is always the risk that we draw inappropriate conclusions from our data, rather as we believe Lamarck did with his studies on the families of blacksmiths.

The heretical mouse

Перейти на страницу:

Похожие книги

Происхождение мозга
Происхождение мозга

Описаны принципы строения и физиологии мозга животных. На основе морфофункционального анализа реконструированы основные этапы эволюции нервной системы. Сформулированы причины, механизмы и условия появления нервных клеток, простых нервных сетей и нервных систем беспозвоночных. Представлена эволюционная теория переходных сред как основа для разработки нейробиологических моделей происхождения хордовых, первичноводных позвоночных, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Изложены причины возникновения нервных систем различных архетипов и их роль в определении стратегий поведения животных. Приведены примеры использования нейробиологических законов для реконструкции путей эволюции позвоночных и беспозвоночных животных, а также основные принципы адаптивной эволюции нервной системы и поведения.Монография предназначена для зоологов, психологов, студентов биологических специальностей и всех, кто интересуется проблемами эволюции нервной системы и поведения животных.

Сергей Вячеславович Савельев , Сергей Савельев

Биология, биофизика, биохимия / Зоология / Биология / Образование и наука
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни

Испокон веков люди обращали взоры к звездам и размышляли, почему мы здесь и одни ли мы во Вселенной. Нам свойственно задумываться о том, почему существуют растения и животные, откуда мы пришли, кто были наши предки и что ждет нас впереди. Пусть ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и вообще всего не 42, как утверждал когда-то Дуглас Адамс, но он не менее краток и загадочен — митохондрии.Они показывают нам, как возникла жизнь на нашей планете. Они объясняют, почему бактерии так долго царили на ней и почему эволюция, скорее всего, не поднялась выше уровня бактериальной слизи нигде во Вселенной. Они позволяют понять, как возникли первые сложные клетки и как земная жизнь взошла по лестнице восходящей сложности к вершинам славы. Они показывают нам, почему возникли теплокровные существа, стряхнувшие оковы окружающей среды; почему существуют мужчины и женщины, почему мы влюбляемся и заводим детей. Они говорят нам, почему наши дни в этом мире сочтены, почему мы стареем и умираем. Они могут подсказать нам лучший способ провести закатные годы жизни, избежав старости как обузы и проклятия. Может быть, митохондрии и не объясняют смысл жизни, но, по крайней мере, показывают, что она собой представляет. А разве можно понять смысл жизни, не зная, как она устроена?16+

Ник Лэйн

Биология, биофизика, биохимия / Биология / Образование и наука
Взаимопомощь как фактор эволюции
Взаимопомощь как фактор эволюции

Труд известного теоретика и организатора анархизма Петра Алексеевича Кропоткина. После 1917 года печатался лишь фрагментарно в нескольких сборниках, в частности, в книге "Анархия".В области биологии идеи Кропоткина о взаимопомощи как факторе эволюции, об отсутствии внутривидовой борьбы представляли собой развитие одного из важных направлений дарвинизма. Свое учение о взаимной помощи и поддержке, об отсутствии внутривидовой борьбы Кропоткин перенес и на общественную жизнь. Наряду с этим он признавал, что как биологическая, так и социальная жизнь проникнута началом борьбы. Но социальная борьба плодотворна и прогрессивна только тогда, когда она помогает возникновению новых форм, основанных на принципах справедливости и солидарности. Сформулированный ученым закон взаимной помощи лег в основу его этического учения, которое он развил в своем незавершенном труде "Этика".

Петр Алексеевич Кропоткин

Культурология / Биология, биофизика, биохимия / Политика / Биология / Образование и наука
Основы психофизиологии
Основы психофизиологии

В учебнике «Основы психофизиологии» раскрыты все темы, составляющие в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования содержание курса по психофизиологии, и дополнительно те вопросы, которые представляют собой «точки роста» и привлекают значительное внимание исследователей. В учебнике описаны основные методологические подходы и методы, разработанные как в отечественной, так и в зарубежной психофизиологии, последние достижения этой науки.Настоящий учебник, который отражает современное состояние психофизиологии во всей её полноте, предназначен студентам, аспирантам, научным сотрудникам, а также всем тем, кто интересуется методологией науки, психологией, психофизиологией, нейронауками, методами и результатами объективного изучения психики.

Игорь Сергеевич Дикий , Людмила Александровна Дикая , Юрий Александров , Юрий Иосифович Александров

Детская образовательная литература / Биология, биофизика, биохимия / Биология / Книги Для Детей / Образование и наука