공유된 커뮤니티 효과와 비

커뮤니케이션 생물학 6권, 기사 번호: 565(2023) 이 기사 인용

1280 액세스

33 알트메트릭

측정항목 세부정보

유전 메커니즘은 많은 적합도 매개 특성에 대해 제대로 정의되지 않은 상태로 남아 있으며, 특히 장기간 발달하는 장수 동물의 경우 더욱 그렇습니다. 170마리의 야생 침팬지에서 채취한 6,123개의 소변 샘플을 사용하여 우리는 장수 영장류의 생존을 예측하는 확고한 지표인 코티솔 수준의 변화에 ​​대한 유전학, 비유전적 모계 영향 및 공유 공동체 효과의 기여를 조사했습니다. 수년에 걸쳐 코티솔 수치가 개인별로 일관되게 변했다는 증거에도 불구하고 그룹 간 효과는 더 영향력이 크며 이 특성의 변이에 압도적인 기여를 했습니다. 그룹 내 변이에 초점을 맞춰 보면, 비유전적 모계 영향은 평균 코티솔 수치의 개인차의 8%를 차지했는데, 이는 0과 구별할 수 없는 유전적 요인에 기인한 것보다 훨씬 더 많았습니다. 이러한 모성 효과는 생리학 형성에서 공유 환경의 주요 역할과 일치합니다. 침팬지와 아마도 긴 수명을 가진 다른 종의 경우, 주요 생리적 특징을 형성하는 데 있어 공동체와 모성 효과가 유전적 유전보다 더 관련성이 있는 것으로 보입니다.

척추동물에서 시상하부-뇌하수체-부신(HPA) 축을 통해 분비되는 코티솔과 같은 글루코코르티코이드(GC)는 내재적 및 외적 스트레스 요인에 대한 대사, 면역 및 행동 반응의 중재를 통해 항상성을 촉진합니다1,2,3. 이러한 다각적이고 역동적인 역할의 결과로 HPA 축 활성화 및 GC 분비의 조절은 동물이 변화하는 환경에 어떻게 적응하는지 이해하려는 생태학자 및 진화 생물학자들에게 광범위한 관심을 끌고 있습니다4,5,6,7. 외부 및 내부 자극에 반응하는 HPA 축 활동의 유연성에도 불구하고 수많은 연구에서 HPA 축 활동과 환경 자극에 대한 반응성의 일관된 개인차가 입증되었습니다8. HPA 축 조절의 개인간 변이는 면역 기능의 변이와 연결되어 있으며 체력 결과의 변이를 예측할 수 있습니다5,9,10,11. 예를 들어, 개코원숭이와 회색쥐여우원숭이 모두 HPA 축 활동이 지속적으로 증가하는 개체는 HPA 축 활동이 낮은 개체보다 생존율이 낮고 수명이 상당히 짧습니다9,12. HPA 축 활동 및 조절의 개인차에 따른 심오한 건강 효과를 고려할 때 이러한 GC 표현형을 형성하는 데 있어 유전학, 경험 및 환경의 상대적인 역할을 이해하는 것이 생리적 가소성의 진화를 해독하는 데 중요합니다5,13.

인간 쌍둥이 연구 결과에 따르면 코티솔 수치 변화의 최대 60%는 유전적 영향으로 설명될 수 있습니다14,15,16,17. 인간을 대상으로 한 쌍둥이 연구는 코티솔 수준의 유전적 조절을 밝히는 데 중요했지만 단기 샘플링18,19,20과 관련된 문제와 개인 및 환경 수준 요인에 대한 제한된 정보로 인해 제한되는 경우가 많습니다. 인간 연구에서 유전적 효과 추정치 내에서 융합됩니다19,21,22. 인간의 코티솔 수준이나 기타 건강 관련 요인의 변화와 관련하여 유전자와 환경의 상대적 기여도를 평가한 경우, 연구자들은 종종 유전학에 비해 가족 공유 환경의 더 큰 영향을 발견합니다(예: 참고문헌 20). 그러나 이러한 인간 연구는 여전히 이러한 가족 효과가 부모 효과 또는 가족이 위치한 거시 환경(예: 더 넓은 사회 경제적 환경)의 산물인지 설명할 수 없는 경우가 많습니다.

비인간 동물(이하 동물) 연구는 연구자들이 교차 육성과 같은 실험 절차를 사용하거나 공유된 환경 영향을 더 잘 설명하기 위해 모델링에 적절한 환경 변수를 포함할 수 있기 때문에 대부분의 인간 연구보다 제약이 적습니다. 26,27. 앞서 언급한 인간 연구와 마찬가지로, 동물 문헌에서는 유전적 유전이 GC 표현형 형성에 분명한 역할을 한다고 제안하며, 이러한 연구에서 평균적으로 코티솔 패턴의 변화 중 30%는 유전적 영향으로 설명됩니다23,24,25,26, 27. 그러나 이 연구는 주로 수명이 짧은 종23,24,26,27에 중점을 두었습니다. (참조 25 참조). 따라서 인간 연구를 넘어서 우리는 장기간 부모의 보살핌을 받아 다른 장수 종에서 GC 표현형이 어떻게 나타나고 유지되는지에 대해 비교적 거의 알지 못합니다. 유전학의 상대적 기여도, 부모 효과의 미세환경, GC 표현형의 변화에 ​​대한 더 넓은 사회생태학적 거시환경을 결정하는 것은 진화생태학에서 중요한 주제입니다. 이는 생활사 적응으로서 장기간 발달의 진화와 확장된 개체발생 단계 내에서 비유전적 부모 효과 및 가소성의 중요성을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.