Intergenerationale Epigenetik und Sie
Heute wollte ich eine theoretische Frage behandeln, über die ich schon gesprochen habe, aber anscheinend nicht auf dieser Seite: die Idee der epigenetischen intergenerationellen Übertragung. Kurz gesagt, Epigenetik bezieht sich auf chemische Marker, die an Ihre DNA gebunden sind und die regulieren, wie sie exprimiert und reguliert werden, ohne die DNA selbst zu verändern. Sie können sich Ihre DNA als ein Buch voller Informationen vorstellen und jede Zelle in Ihrem Körper enthält das gleiche Buch. Nicht jede Zelle exprimierte jedoch das vollständige Genom; Jede Zelle exprimiert nur einen Teil davon (deshalb unterscheiden sich Hautzellen beispielsweise von Muskelzellen). Der epigenetische Teil könnte dann als schwarzes Band angesehen werden, das über bestimmte Stellen in den Büchern gelegt wird, so dass sie nicht gelesen werden. Wenn dieses Band durch Umwelteinflüsse hinzugefügt oder entfernt wird, werden verschiedene Teile der DNA aktiv werden. Soweit ich das verstehe (was zugegebenermaßen zu diesem Zeitpunkt sehr gering ist), werden diese Marker normalerweise nicht an Nachkommen von Eltern weitergegeben. Die Lebenserfahrungen Ihrer Eltern werden also nicht über Epigenetik an Sie weitergegeben. In jüngster Zeit wurde jedoch darüber geredet, dass die Leute annehmen, dass diese Veränderungen nicht nur gelegentlich (vielleicht regelmäßig?) Von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden; die Implikation scheint gegenwärtig zu sein, dass sie auch adaptiv weitergegeben werden könnten. Kurz gesagt, Organismen könnten sich nicht nur durch genetische, sondern auch durch epigenetische Faktoren an ihre Umwelt anpassen.
Eines der Beispiele, die in dem Zielartikel zu diesem Thema enthalten sind, betrifft Fest- und Hungerszeiten. Obwohl diese Ereignisse in den meisten Ländern der ersten Welt in diesen Tagen selten waren, waren sie wahrscheinlich immer wiederkehrende Merkmale unserer evolutionären Geschichte. Das Beispiel zeigt den folgenden Zusammenhang: Während einiger Jahre Anfang 1900 war Schweden reichlich Nahrung, während es in anderen Jahren knapp war. Jungen, die gerade zur Zeit einer Festtagszeit in die Pubertät kamen, neigten dazu, Enkel zu haben, die sechs Jahre früher als die Enkelkinder von Jungen gestorben sind, die Hungersnot während derselben Entwicklungszeit erlebt haben. Die Todesursachen, so heißt es, betreffen oft Diabetes. Ein anderer Fall betrifft die Kinder von Rauchern: Männer, die kurz vor der Pubertät rauchten, neigten dazu, durchschnittlich dickere Kinder zu bekommen als Väter, die gewohnheitsmäßig rauchten, aber erst nach der Pubertät begannen. Die Spekulation ist in diesem Fall, dass die Entwicklung in irgendeiner Weise durch die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln (oder Rauchen) während eines kritischen Entwicklungsfensters dauerhaft beeinflusst wurde, und diese Entwicklungsveränderungen wurden auf ihre Söhne und die Söhne ihrer Söhne übertragen.
Als ich über diese Beispiele las, gab es ein paar Dinge, die mir ziemlich seltsam vorkamen. Erstens erscheint es merkwürdig, dass in diesem Fall keine Töchter oder Enkeltöchter erwähnt wurden, während im Nahrungsmittelbeispiel die männliche Generation dazwischen nicht erwähnt wurde (dort wurden nur Großväter und Enkel erwähnt; keine Väter). Vielleicht gibt es noch mehr zu den Daten, die dort veröffentlicht werden, aber – falls keine Auswirkungen für Väter oder Töchter oder andere Art gefunden wurden – ist es auch möglich, dass ein einzelner Datensatz bis zu einer Reihe von verschiedenen Teilen aufgeteilt wurde Die Forscher fanden etwas, über das es sich zu reden lohnt (zB fand man im Allgemeinen keinen Effekt? Versuchen Sie, die Daten nach Geschlecht zu zerlegen und erneut zu testen). Nun, das mag hier der Fall sein oder auch nicht, aber wie wir aus den Replikationsproblemen in der Psychologie gelernt haben, besteht eine Möglichkeit, Ihre falsch-positive Rate zu erhöhen, darin, Ihre Stichprobe in eine Anzahl verschiedener Untergruppen aufzuteilen. Für diesen Beitrag gehe ich davon aus, dass dies nicht der Fall ist, und behandle die Daten so, dass sie eher etwas Echtes als einen statistischen Zufall darstellen.
Angenommen, dies ist nicht nur falsch-positiv, gibt es zwei Probleme mit den Beispielen, wie ich sie sehe. Ich werde mich hauptsächlich auf das Beispiel der Lebensmittel konzentrieren, um diese Probleme zu beleuchten: Erstens scheint die Weitergabe solcher epigenetischer Veränderungen nicht zielführend zu sein und zweitens scheint die Geschichte dahinter unglaubwürdig zu sein. Nehmen wir die Probleme nacheinander.
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Um zu verstehen, warum diese Art epigenetischer epigenetischer Übertragung nicht angemessen ist, betrachten Sie zwei hypothetische Kinder, die im Abstand von einem Jahr geboren wurden (etwa in den Jahren 1900 und 1901). Zu der Zeit, als der Vater des ersten Kindes in die Pubertät kam, gab es eine vorübergehende Hungersnot, und das Essen war knapp; Zu der Zeit des zweiten Kindes war die Hungersnot vorüber und das Essen war reichlich vorhanden. Gemäß der Logik sollten wir erwarten, dass (a) beide Kinder ihre genetische Expression aufgrund der von ihren Eltern überlieferten epigenetischen Marker verändern werden, was sich auf ihre langfristige Entwicklung auswirkt, und (b) die Kinder ihrerseits , diese Markierungen an ihre eigenen Kinder und die Kinder ihrer Kinder weitergeben (und so weiter).
Die Probleme sollten hier schnell genug sichtbar werden. Lassen Sie uns zunächst davon ausgehen, dass diese epigenetischen Veränderungen adaptiv sind: Sie werden weitergegeben, weil sie reproduktiv nützlich sind, um einem Kind zu helfen, sich entsprechend zu entwickeln. Insbesondere sollte eine Hungersnot oder ein Festmahl um die Zeit der Pubertät ein verlässlicher Hinweis auf die Art von Umgebungen sein, auf die ihre Kinder zutreffen könnten. Wenn ein Kind Nahrungsmittelknappheit bekommt, möchte es sich vielleicht anders entwickeln, als wenn es Nahrung in Hülle und Fülle erwartet.
Nun, das hört sich gut und gut an, aber in unserem Beispiel wurden diese zwei Kinder nur ein Jahr später geboren und sollten als solche (zumindest) im Hinblick auf die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln (im Vergleich zu Festmahl und Hungersnöten) erwartet werden globaler sein). Wenn die Kinder verschiedene Entwicklungspläne als Reaktion auf dieses Hungersnot annehmen, können beide (Plan A, der von der Hungersnot betroffen ist, und Plan B, der nicht so betroffen ist) nicht anpassungsfähig sein. Insbesondere, wenn diese epigenetische Erbschaft versucht, die zukünftigen Bedingungen der Kinder durch die Anwesenden um die Zeit der Pubertät ihres Vaters vorwegzunehmen, wird mindestens einer der Entwicklungspläne der Kinder die falschen Bedingungen antizipieren. Allerdings könnten beide Entwicklungspläne falsch sein, und die Bedingungen könnten anders aussehen als erwartet. Der Versuch, die zukünftigen Bedingungen zu antizipieren, denen man über ihre Lebensspanne (und über die Lebensdauer ihrer Kinder und Enkelkinder) begegnet, indem man nur Informationen aus dem kurzen Zeitfenster der Pubertät verwendet, scheint wie ein Plan zum Scheitern verurteilt zu sein, oder zumindest suboptimalen Ergebnissen.
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Ein zweites Problem tritt auf, weil angenommen wird, dass diese Veränderungen intergenerationell für eine Übertragung über mehrere Generationen hinweg sind. Wenn das der Fall ist, warum auf der Erde würden die Forscher in dieser Studie die Bedingungen in Betracht ziehen, denen die Großeltern zur Zeit der Pubertät ausgesetzt waren? Müssten wir uns nicht mehr mit den Bedingungen auseinandersetzen, mit denen eine Reihe von Generationen konfrontiert ist, anstatt mit den unmittelbareren? Um dies in Bezug auf ein Huhn / Ei-Problem zu formulieren, sollten die betreffenden Großeltern nicht selbst epigenetische Marker von ihren Großeltern geerbt haben, und so weiter? Wenn dies der Fall wäre, wären die Bedingungen, denen sie in der Pubertät ausgesetzt waren, entweder irrelevant (weil sie bereits solche Marker von ihren eigenen Eltern geerbt hatten) oder hätten die epigenetischen Marker ebenfalls verändert.
Wenn wir uns für die frühere Möglichkeit entscheiden, dann sollte das Studium der Pubertätsbedingungen der Großeltern nicht zu wirkungsvoll sein. Wenn wir uns jedoch für die letztere Möglichkeit entscheiden, sind wir wieder in einer theoretischen Bindung: Wenn die Bedingungen, denen die Großeltern gegenüberstanden, ihre epigenetischen Marker veränderten, sollten diese gleichen Marker auch nicht durch die Erfahrungen der Eltern verändert worden sein, und auch die Erfahrungen ihres Enkels? Wenn sie von der Umwelt in jeder Generation verändert werden, dann sind sie schlechte Kandidaten für die Übertragung zwischen den Generationen (genau wie DNA, die ständig mutiert wäre). Es gibt unser Dilemma: Wenn Epigenetik sich über die gesamte Lebensspanne verändert, sind sie kaum Kandidaten für die Übertragung zwischen den Generationen; Wenn epigenetische Veränderungen über Generationen hinweg stabil weitergegeben werden können, warum sollte man dann die Vorpubertät für Großeltern betrachten? Sollten wir uns nicht um ihre Großeltern kümmern und so weiter?
Nun, um klar zu sein, könnte eine Hungersnot um die Zeit der Empfängnis die Entwicklung auf andere, weltlichere Weise beeinflussen. Wenn ein Kind zu der Zeit, in der es wächst, keine ausreichende Ernährung erhält, werden bestimmte Teile seines sich entwickelnden Körpers wahrscheinlich nicht so wachsen, wie sie es sonst tun würden. Wenn Sie nicht genug Kalorien haben, um Ihre volle Entwicklung zu unterstützen, müssen Kompromisse gemacht werden, genau wie wenn Sie nicht genug Geld haben, um alles zu kaufen, was Sie im Geschäft wollen, müssen Sie einige Gegenstände abgeben, um sich zu leisten Andere. Diese Art von Entwicklungsergebnissen kann durch Verhaltensweisen nachgelagerte Auswirkungen auf zukünftige Generationen haben , aber sie scheinen nicht die Art von Veränderungen zu sein, die auf dem Weg des genetischen Materials möglich sind. Dasselbe gilt auch für das Rauchbeispiel: Menschen, die in kritischen Entwicklungsfenstern geraucht haben, könnten ihrer eigenen Entwicklung Schaden zufügen, was sich wiederum auf die Qualität der von ihnen produzierten Nachkommen auswirkt, aber das ist überhaupt nicht wie genetische Übertragung. Es wäre nicht überraschender als herauszufinden, dass Eltern, die radioaktiven Abfällen ausgesetzt sind, Kinder haben, die eine andere Qualität haben als nicht exponierte Kinder.
In dem Maße, in dem diese intergenerationalen Veränderungen real sind und nicht nur statistische Kuriositäten, scheint es nicht wahrscheinlich, dass sie adaptiv sein könnten; sie würden stattdessen wahrscheinlich Entwicklungsfehler widerspiegeln. Grundsätzlich geht es um folgende Frage: Sind die Umweltbedingungen, die ein bestimmtes Entwicklungsfenster umgeben, gute Indikatoren für zukünftige Bedingungen, bis zu dem Punkt, dass Sie nicht nur Ihre eigene Entwicklung, sondern auch die Entwicklung Ihrer Kinder und Jugendlichen in den Mittelpunkt stellen möchten ihre Kinder der Reihe nach? Für mich klingt die Antwort wie ein Durchschlag, "Nein, und das scheint ein Paradebeispiel für Entwicklungsstarre statt Plastizität zu sein." Ein solcher Plan würde es den Nachkommen nicht erlauben, die Anforderungen ihrer einzigartigen Umgebung besonders gut zu erfüllen. Ich bin nicht zuversichtlich, dass diese Art des Denkens zu irgendwelchen Revolutionen in der Evolutionstheorie führen wird, aber ich bin immer bereit, mich als falsch zu erweisen, wenn die richtigen Daten auftauchen.
