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# Biologia# Biologia evolutiva

Sêmen de Peixe e Desenvolvimento da Prole: A Conexão

Analisando como o esperma dos peixes influencia o crescimento dos filhotes.

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Os peixes enfrentam condições diferentes durante seu crescimento, principalmente nas fases iniciais. Para os peixes que botam ovos fora do corpo, a vida dos Embriões em Desenvolvimento pode ser complicada, com muitos não sobrevivendo devido a várias condições ambientais. Essas condições podem mudar de um lugar para outro e de uma geração para a próxima. Isso gera um problema sobre quão bem os peixes conseguem se adaptar ao ambiente local.

Os peixes têm um ciclo de vida único, onde os peixes adultos são diploides (têm dois conjuntos de cromossomos) e seus espermatozoides e óvulos são haploides (têm um conjunto). Isso significa que os peixes adultos podem encarar desafios diferentes em comparação com os espermatozoides ou óvulos. Os pais podem influenciar como os filhotes saem, não só pela genética, mas também pelo que chamamos de efeitos parentais. Se esses efeitos forem benéficos, podem ajudar os filhotes a se ajustarem às condições que vão enfrentar.

Entre os efeitos parentais, os das mães costumam ser mais enfatizados em espécies onde os ovos são grandes e contêm muitos nutrientes. O ovo da mãe pode ter um grande impacto sobre como os peixes bebês se desenvolvem, principalmente nos primeiros dias críticos. Porém, estudos recentes mostram que os pais também podem influenciar os filhotes de mais maneiras do que apenas fornecendo DNA pelo Esperma. Por exemplo, fatores como dieta, hormônios e interações sociais podem mudar o que está presente no esperma e, por sua vez, afetar o desenvolvimento dos filhotes.

Depois que o esperma é liberado na água, ele passa por várias condições ambientais, especialmente em espécies que fertilizam externamente. O ambiente pode afetar como o esperma compete com outros e até as características dos filhotes. Alguns pesquisadores argumentam que se as experiências do esperma forem benéficas, podem preparar os filhotes para as condições que provavelmente vão encontrar. Por outro lado, há preocupações de que o estresse vivido pelo pai possa ser passado para os filhotes, levando a resultados negativos.

O esperma não é apenas um transportador de material genético; ele também possui componentes que podem mudar com base no ambiente. Esses componentes podem afetar como os genes se manifestam sem mudar a sequência do DNA em si. No entanto, para que essas mudanças no esperma influenciem positivamente os filhotes, elas precisam afetar como os filhotes se desenvolvem. Se as condições que o esperma enfrentou coincidirem com o ambiente onde os filhotes crescem, isso pode beneficiar os filhotes. Porém, se as condições forem diferentes, os filhotes podem não se sair bem, já que essas mudanças podem não ajudar em uma nova situação.

O esperma pode influenciar o desenvolvimento dos filhotes através de dois processos principais: mudanças no próprio esperma e a seleção de esperma de melhor qualidade. Se o esperma passar por condições estressantes, o que restar pode ser de melhor qualidade depois de competir com os de qualidade inferior. Isso significaria que os filhotes geralmente seriam de melhor qualidade por causa do esperma de alta qualidade fertilizando seus ovos.

Ao estudar peixes como o capelim, os pesquisadores descobriram que a habilidade de natação do esperma e o desenvolvimento dos ovos podem ser bem sensíveis aos níveis de Salinidade na água. O esperma de capelim é ativo assim que sai do peixe macho, e sua capacidade de nadar é afetada pela salinidade da água. Essa sensibilidade pode ajudar os embriões a sobreviverem melhor se o esperma passar por condições de salinidade semelhantes às que os embriões desenvolvem.

Para descobrir se os efeitos parentais realmente existem no capelim, os pesquisadores realizaram experimentos onde expuseram o esperma a vários níveis de salinidade antes da fertilização. Eles compararam quão bem os embriões cresceram quando a salinidade durante seu desenvolvimento combinava ou diferia do que o esperma tinha encontrado. Se não houvesse diferenças no desenvolvimento baseadas na exposição à salinidade, isso sugeriria que as experiências do esperma não afetam como os filhotes crescem. Se o desenvolvimento melhorasse sob condições semelhantes, sugeriria que algumas características benéficas foram transmitidas pelo esperma.

Em diferentes anos de estudo, os pesquisadores tentaram ver como a exposição do esperma a ambientes salgados poderia impactar a qualidade do nascimento e o crescimento dos peixes. Eles variaram os níveis de salinidade para ver como isso afetava tanto o esperma quanto os embriões resultantes. Apesar da expectativa de resultados claros, os resultados mostraram nenhum efeito significativo da salinidade diferente no desenvolvimento dos filhotes de capelim. Isso indicou que as experiências do esperma não desempenham um papel importante em moldar como os filhotes crescem.

Os pesquisadores acreditam que há duas razões principais para esses achados. Primeiro, quaisquer mudanças nos componentes epigenéticos do esperma após a exposição à salinidade podem não afetar como os embriões se desenvolvem. Essas mudanças podem não ser significativas o suficiente para influenciar o crescimento ou podem não persistir tempo suficiente para importar para os embriões. A segunda razão é que os fatores que ajudam o esperma a ter sucesso na fertilização dos ovos podem não se traduzir diretamente em embriões de melhor qualidade.

Em resumo, apesar da pesquisa destacar as influências potenciais das experiências do esperma no desenvolvimento dos filhotes, o estudo envolvendo capelim mostrou pouca evidência de tal efeito. A principal conclusão é que, embora o esperma desempenhe um papel crucial na transferência de informações genéticas, suas experiências antes da fertilização podem não impactar significativamente o sucesso no desenvolvimento dos filhotes, pelo menos em termos de exposição à salinidade.

Isso levanta mais questões e destaca a necessidade de mais estudos para entender verdadeiramente como as experiências do esperma podem ou não afetar os filhotes de peixe. Tem muito mais a aprender sobre a reprodução dos peixes e o que os efeitos parentais realmente significam para a próxima geração. Compreender essas dinâmicas pode ajudar os cientistas a desvendar as complexidades da evolução e como as espécies se adaptam aos seus ambientes em constante mudança.

Fonte original

Título: Does post-ejaculatory sperm experience prior to fertilization alter offspring performance beyond paternity in an external fertilizing fish?

Resumo: Recent research has suggested that the environment encountered by sperm post-ejaculation may impact offspring development beyond the transfer of the paternal genome. The mechanisms that underlie such effects remain unclear, but two non-mutually exclusive processes have been proposed. 1) Haploid selection, whereby stressful conditions act as stronger post-ejaculation pre-fertilization selective pressures on semen than under benign situations, resulting in the fertilization of, on average higher quality sperm and the production of offspring that exhibit superior performance across all environmental conditions that they might encounter. 2) Epigenetic inheritance, where environmental conditions induce changes in sperm that are passed down to offspring, resulting in altered gene expression in offspring. This would be adaptive if sperm experiences anticipate what is to come and improve offspring performance to match those conditions. Capelin (Mallotus villosus) sperm and embryos are sensitive to salinity and may represent a good system to investigate these phenomena. We used a split-ejaculate and split-brood experimental block design to expose capelin sperm to known benign (25 psu) and stressful (35 psu) salinity prior to egg contact, and split each batch of fertilized eggs for incubation at matched and mismatched salinity to those of sperm exposure. Our findings revealed no differences in hatch characteristics between offspring produced by sperm exposed to benign and stressful salinity conditions. A follow-up experiment found the same result with an increased selection gradient at 5 psu and 35 psu. Our study does not support the hypothesis that sperm experiences exert an influence on the development of offspring characteristics, independent of paternity. Instead, our results suggest that the sole influential factor in sperm determining offspring characteristics is the transfer of the paternal genome.

Autores: Craig F Purchase, R. Wagle

Última atualização: 2024-04-22 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.18.590084

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.18.590084.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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