Plasticidade no metabolismo de andrógenos maternos em embriões de aves

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8083 (2023) Citar este artigo

193 acessos

Detalhes das métricas

As mães podem influenciar os fenótipos da prole transferindo informações não genéticas para os filhotes, o que lhes fornece uma ferramenta flexível para ajustar a trajetória de desenvolvimento dos filhotes em ambientes flutuantes. As mães podem depositar seus recursos de forma diferenciada na mesma tentativa reprodutiva em relação à posição da prole na hierarquia de irmãos. No entanto, ainda não está claro se embriões de diferentes posições podem ser flexíveis em sua resposta aos sinais maternos, potencialmente levando a um conflito mãe-filho. Nós usamos pombos-das-rochas (Columba livia), que põem duas ninhadas de ovos onde os níveis de andrógenos maternos em ovos de segunda postura na oviposição são maiores do que em ovos de primeira postura, e investigamos a plasticidade do metabolismo embrionário de andrógenos maternos. Nós elevamos experimentalmente os níveis de androstenediona e testosterona nos primeiros ovos aos presentes nos segundos ovos e medimos a mudança nos níveis de andrógenos e seus principais metabólitos (etiocolanolona e testosterona conjugada) após 3,5 dias de incubação. Descobrimos que os ovos com aumento de andrógenos mostram um grau diferente de metabolismo de andrógenos, dependendo da sequência de postura dos ovos ou dos níveis iniciais de andrógenos ou ambos. Nossas descobertas indicam que os embriões têm certa plasticidade em resposta aos níveis de andrógenos maternos, dependendo dos sinais maternos.

As mães podem afetar o desenvolvimento de seus filhos não apenas transferindo informações por meio de seus genes, mas também transferindo sinais não genéticos, como nutrientes, fatores imunológicos e hormônios. Tal transferência pode depender do ambiente materno que fornece à mãe uma ferramenta para ajustar a trajetória de desenvolvimento e o fenótipo final de sua prole às flutuações ambientais, contribuindo para a aptidão pelos chamados efeitos adaptativos antecipatórios maternos1. Nas últimas décadas, tornou-se cada vez mais claro que tais efeitos ocorrem já no período pré-natal, expondo embriões ou fornecendo ovos diferencialmente com recursos e sinais, como nutrientes e hormônios (por exemplo, insetos2,3, répteis4,5,6, pássaros7,8,9 e mamíferos10,11). Um exemplo clássico, em aves, é a transferência materna de andrógenos que variam (muitas vezes aumentam) com a sequência de postura dos ovos na mesma tentativa reprodutiva7. Tal variação aumentaria o desenvolvimento de ovos postos mais tarde à custa de ovos postos mais cedo sob boas condições de alimentação, mas reduziria a sobrevivência precoce dos ovos postos mais tarde sob condições de alimentação pobres, o que leva à redução do tamanho da ninhada12,13.

Até agora, acumularam-se extensos estudos que permitem compreender o papel da mãe e os efeitos de seus hormônios sobre a prole na fase pós-natal. Ao mesmo tempo, evidências crescentes indicam que o embrião pode não ser simplesmente um receptor passivo de sinais maternos14,15. Um exemplo bem conhecido é o do feto humano que pode aumentar sua disponibilidade nutricional por meio da secreção de hormônios placentários que afetam a fisiologia da mãe, levando ao aumento da glicemia materna e da pressão arterial16. Esses casos têm sido interpretados como a expressão inicial de um conflito mãe-filho17. Isso levanta a questão de até que ponto o embrião é plástico em sua resposta, dependendo de sugestões contextuais conforme previsto pela teoria7,14,15,18.

Ao longo dos anos, estudos descritivos e experimentais em espécies ovíparas encontraram hormônios de origem materna em quantidades substanciais na gema dessas espécies7,19,20,21,22,23 tendo uma ampla gama de efeitos benéficos e prejudiciais no desenvolvimento da prole7 ,24,25. Vários estudos já mostraram um papel ativo dos embriões na conversão dos hormônios maternos em outros hormônios6,26,27,28,29. Esse metabolismo ocorre já nos primeiros dias de desenvolvimento, podendo ter efeitos biológicos importantes e funcionar diretamente, como a etiocolanolona funcionando como neuroesteróides30 ou indiretamente, como conjugados inativos sendo convertidos de volta à forma livre ativa posteriormente durante o desenvolvimento embrionário6. No entanto, se o metabolismo de substâncias maternas é ou não uma estratégia de resposta plástica ativa por embriões, dependendo de sugestões contextuais, potencialmente para adaptar o desenvolvimento fenotípico para sua própria aptidão pessoal ideal, permanece incerto.