سن مادر میتواند بر ویژگیهای فیزیکی و رفتار فرزندان او در انسان و بسیاری از گونههای جانوری دیگر تأثیر بگذارد. محققان از این تغییرات به عنوان اثرات سن مادر یاد میکنند. اگرچه این پدیده در سراسر قلمرو حیوانات رایج است، دانشمندان هنوز در حال بررسی فرآیندهای زیستی زیربنایی آن و دلیل تداوم آن در طول تاریخ تکامل هستند.
کریستین گریبل، دانشیار مرکز بی پال در آزمایشگاه زیستشناسی دریایی، گفت: «اثرات سن مادر بسیار رایج است، از بیمهرگان تا انسان، فیلها، سایر نخستیها و پستانداران دیگر. تقریباً همه اشکال زندگی سطوحی از اثر سن مادر را نشان میدهند و بیشتر این اثرات منفی هستند که ناشی از سن بالای مادر هستند.»
برای بررسی اینکه چگونه اطلاعات مربوط به سن مادر به فرزندان منتقل میشود، آزمایشگاه گریبل روی روتیفرها مطالعه میکند؛ جانوران آبزی ریزی که به سرعت تولیدمثل میکنند و برای آزمایشهای آزمایشگاهی بسیار مناسب هستند.
او گفت: «درک مکانیسم در این بیمهرگان ساده میتواند به ما کمک کند تا بفهمیم اثرات سن مادر چگونه در انسان نیز رخ میدهد.»
تحقیقات روی روتیفرها تیم را به یک احتمال غیرمنتظره سوق داده است. اثرات سن مادر ممکن است توسط فرآیندهای اپیژنتیکی کنترل شود که نحوه استفاده از ژنها را تغییر میدهند، نه جهشهایی که توالی DNA را تغییر میدهند.
کار در آزمایشگاه گریبل توسط دانشمند پسادکتری آلیسا لیگوری، که اکنون استادیار دانشگاه ایالتی نیویورک در نیو پالتز است، دو ژنوتیپ مختلف از همان گونه روتیفر را بررسی کرد. نتایج نشان داد که اثرات مرتبط با سن مادر با هر نسل به تدریج قویتر نمیشود. در عوض، این اثرات میتوانند در یک نسل معکوس شوند.
این معکوسسازی سریع با این ایده که اثرات سن مادر عمدتاً ناشی از تجمع تدریجی آسیب سلولی یا جهشهای DNA مرتبط با پیری است، که بسیاری از محققان قبلاً گمان میکردند، تناقض دارد. یافتهها در عوض به یک فرآیند اپیژنتیکی شامل تغییرات هیستونی اشاره میکنند. این تغییرات میتوانند بر روشن یا خاموش بودن ژنها تأثیر بگذارند.
تیم گریبل اکنون در حال آزمایش این است که آیا تغییرات هیستونی مسئول اثرات سن مادر مشاهده شده در روتیفرها هستند یا خیر. او همچنین در نظر دارد که آیا DNA میتوکندریایی، که معمولاً از مادر به ارث میرسد، میتواند در «انتقال اطلاعات مربوط به سن مادر از مادر به فرزندان» نقش داشته باشد یا خیر.
تفاوتهای ژنتیکی نیز ممکن است تعیین کند که فرزندان چقدر تحت تأثیر مادر مسنتر قرار میگیرند.
گریبل گفت: «احتمالاً انواع ژنی وجود دارند که از اثرات منفی سن بالای مادر محافظت میکنند. در یکی از سویههای ما، مشاهده کردیم که فرزندان مادران مسنتر طول عمر بیشتری دارند، که نشان میدهد یک مکانیسم ژنتیکی ممکن است در این اثر مفید نقش داشته باشد.»
این یافته یک پیچیدگی مهم را برجسته میکند. اگرچه سن بالای مادر اغلب با پیامدهای مضر همراه است، تنوع ژنتیکی ممکن است گاهی این اثرات را کاهش دهد یا حتی مزایایی ایجاد کند.
یک معمای بزرگ تکاملی این است که چرا اثرات سن مادر اینقدر گسترده باقی مانده است. فرزندان متولد شده از مادران مسنتر اغلب عمر کوتاهتری دارند، کمتر تولیدمثل میکنند و تناسب تکاملی کمتری دارند. در تئوری، ممکن است انتظار رود که انتخاب طبیعی به تدریج ویژگیهایی را که چنین معایبی ایجاد میکنند حذف کند. با این حال، اثرات سن مادر همچنان در طیف وسیعی از گونهها ظاهر میشود.
گریبل فکر میکند بخشی از توضیح ممکن است این باشد که انتخاب طبیعی در مراحل بعدی زندگی یک موجود زنده ضعیفتر میشود.
او گفت: «فشار انتخابی در سنین بالا بسیار کمتر است، به ویژه در روتیفرها که واقعاً برای انجام بیشتر زندگی و تولیدمثل خود در سنین بسیار پایین طراحی شدهاند.»
تا زمانی که روتیفرهای ماده به سنین بالا میرسند، قبلاً بیشتر فرزندان خود را تولید کردهاند. در نتیجه، ممکن است فشار تکاملی کمتری برای ویژگیهایی که به مادههای مسنتر در تولید فرزندان به ویژه تناسبمند کمک میکند، وجود داشته باشد.
برای گریبل، یکی از جذابترین سؤالات این است که چگونه اطلاعات زیستی میتواند فراتر از یک نسل حرکت کند.
او توضیح میدهد: «میخواهم بدانم چگونه اتفاق میافتد که اطلاعات مربوط به محیط مادربزرگ یا مادربزرگ بزرگ میتواند بر فنوتیپ نوه یا نتیجه او تأثیر بگذارد.»
درک اینکه چگونه اثرات مادری در بین نسلها حرکت میکنند، میتواند در نهایت دانش دانشمندان را در مورد سلامت انسان عمیقتر کند و به رویکردهای آینده در پزشکی دقیق کمک کند. این تحقیق نشان میدهد که زیستشناسی یک فرد ممکن است بیش از DNA به ارث رسیده در زمان لقاح را منعکس کند. شرایط تجربه شده توسط نسلهای قبلی نیز ممکن است مهم باشد.
گریبل گفت: «این فقط مربوط به ژنوم شما به عنوان یک فرد نیست، زیرا «سلامت شما به طور بالقوه به سلامت و محیط مادر، مادربزرگ و مادربزرگ بزرگ شما بستگی دارد.»