Экспериментальная оценка морфогенетических эффектов несбалансированной материнской диеты у потомства мышей линий BALB/c, CBA и BC/IPAE

Экспериментальная оценка морфогенетических эффектов несбалансированной материнской диеты у потомства мышей линий BALB/c, CBA и BC/IPAE

Автор: Васильев А.Г., Васильева И.А., Стариченко В.И.

Журнал: Известия Коми научного центра УрО РАН @izvestia-komisc

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 6 (64), 2023 года.

Бесплатный доступ

Методами геометрической морфометрии оценены различия в изменчивости размеров и формы нижней челюсти в экспериментальных группах потомков линейных мышей BALB/c, CBA и BC/IPAE при стандартном (контроль) и двух нарушенных рационах питания матери: «диета-1» - питание зернами овса во время беременности и вскармливания потомства; «диета-2» - перевод матери с овсяной монодиеты на стандартное питание после рождения детенышей. В изменчивость размеров (CS) наибольший значимый вклад внес фактор «диета» (D), а не «линия» (L), а также взаимодействие факторов «L x D». Влияние фактора «пол» (S) не проявилось. Вариация формы нижней челюсти в меньшей степени обусловлена фактором D, а наибольший вклад внес фактор L. Режимы материнской диеты неоднозначно влияют на рост и развитие: «диета-1» вызвала угнетение роста и дестабилизацию морфогенеза мандибул, а при «диете-2» размеры, форма и стабильность морфогенеза у всех линий сблизились с контрольными группами. Результаты могут быть использованы для решения ряда проблем популяционной экологии, а также учтены в области медицинской перинатальной нутрициологии.

Еще

Лабораторные линейные мыши, рацион питания, изменчивость, морфогенез, форма мандибулы, геометрическая морфометрия

Короткий адрес: https://sciup.org/149143628

IDR: 149143628   |   DOI: 10.19110/1994-5655-2023-6-73-85

Список литературы Экспериментальная оценка морфогенетических эффектов несбалансированной материнской диеты у потомства мышей линий BALB/c, CBA и BC/IPAE

  • McGill, B. J. Rebuilding community ecology from functional traits / B. J. McGill, B. J. Enquist, E. Weiher, M. Westoby // Trends Ecology and Evolution. – 2006. – Vol. 21. – P. 178–185.
  • Ackerly, D. D. A trait-based approach to community assembly: partitioning of species trait values into within-and among community components / D. D. Ackerly, W. K. Cornwell // Ecology Letters. – 2007. – Vol. 10, № 2. – P. 135–145.
  • Violle, C. The return of the variance: intraspecific variability in community ecology / C. Violle, B. J. Enquist, B. J. McGill, L. Jiang [et al.] // Trends in Ecology and Evolution. – 2012. – Vol. 27, № 4. – P. 244–252.
  • Mouillot, D. A functional approach reveals community responses to disturbance / D. Mouillot, N. A. J. Graham, S. Villéger [et al.] // Trends in Ecology and Evolution. – 2013. – Vol. 28, № 3. – P. 167–177.
  • Blonder, B. Hypervolume concepts in niche- and traitbased ecology / B. Blonder // Ecography. – 2018. – Vol. 41. – P. 1441–1455.
  • Salamin, N. Assessing rapid evolution in a changing environment / N. Salamin, R. O. Wüest, S. Lavergne, W. Thuiller [et al.] // Trends in Ecology and Evolution. – 2010. – Vol. 25, № 12. – P. 692–698.
  • Ceballos, G. Accelerated modern human-induced species losses: entering the sixth mass extinction / G. Ceballos, P. R. Ehrlich, A. D. Barnosky, A. Garsía [et al.] // Science Advance. – 2015. – Vol. 1, № 5. – e1400253. – DOI: 10.1126/sciadv.1400253.
  • Schleuning, M. Trait-based assessments of climate- change impacts on interacting species / M. Schleuning, E. L. Neuschulz, J. Albrecht, I. M. A. Bender [et al.] // Trends in Ecology and Evolution. – 2020. – Vol. 35, № 4. – P. 319–328.
  • Gonzalez, P. N. Developmental plasticity in covariance structure of the skull: effects of prenatal stress / P. N. Gonzalez, B. Hallgrímsson, E. E. Oyhenart // Journal of Anatomy. – 2011a. – Vol. 218. – P. 243–257.
  • Gonzalez, P. N. Effects of environmental perturbations during postnatal development on the phenotypic integration of the skull / P. N. Gonzalez, E. E. Oyhenart, B. Hallgrímsson // Journal of Experimental Zoology Part B Molecular and Developmental Evolution. – 2011b. – Vol. 316. – P. 547–561.
  • Badyaev, A. V. Epigenetic resolution of the ‘curse of complexity’ in adaptive evolution of complex traits /A. V. Badyaev // Journal of Physiology. – 2014. – Vol. 592, № 11. – P. 2251–2260.
  • Васильев, А. Г. Концепция морфониши и эволюционная экология / А. Г. Васильев. – Москва: Товарищество научных изданий КМК, 2021. – 315 с.
  • Parmesan, C. Ecological and evolutionary responses to recent climate change / C. Parmesan // The Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. – 2006. – Vol. 37. – P. 637–669.
  • Васильев, А. Г. Соотношение биотопической и межгодовой изменчивости у рыжей полевки в трансформированных ветровалом и пожаром лесных биотопах Среднего Урала / А. Г. Васильев, Л. Е. Лукьянова, Ю. В. Городилова // Экология. – 2022. – № 6. – С. 445–457.
  • Renaud, S. Epigenetic effects on the mouse mandible: common features and discrepancies in remodeling due to muscular dystrophy and response to food consistency / S. Renaud, J.-C. Auffray, S. de La Porte // BMC Evolutionary Biology. – 2010. – Vol. 20, № 18. – P. 2–13. – DOI: 10.1186/1471-2148-10-28.
  • Anderson, P. S. L. Adaptive plasticity in the mouse mandible / P. S. L. Anderson, S. Renaud, E. J. Rayfield // BMC Evolutionary Biology. – 2014. – Vol. 14, № 85. – P. 2–9. – DOI: 10.1186/1471-2148-14-85.
  • Hansson, L. An interpretation of rodent dynamics as due to trophic interactions / L. Hansson // Oikos. – 1987. – Vol. 50. – P. 308–318.
  • Hansson, L. Dynamics and trophic interactions of small rodents: landscape or regional effects on spatial variation? / L. Hansson // Oecologia. – 2002. – Vol. 130. – P. 259–266.
  • Badyaev, A. V. Extreme environmental change and evolution: stress-induced morphological variation is strongly concordant with patterns of evolutionary divergence in shrew mandibles /A. V. Badyaev, K. R. Foresman // Proceedings of the Royal Society, London B. – 2000. – Vol. 267. – P. 371–377.
  • Young, R. L. Developmental plasticity links local adaptation and evolutionary diversification in foraging morphology / R. L. Young, A. V. Badyaev // Journal of Experimental Zoology. Part B. Molecular and Developmental Evolution. – 2010. – Vol. 314. – P. 434–444.
  • Стариченко, В. И. Индивидуальная изменчивость метаболизма остеотропных токсических веществ / В. И. Стариченко, Н. М. Любашевский, Б. В. Попов. – Екатеринбург: Наука, 1993. – 168 с.
  • Васильева, И. А. Сравнение устойчивости морфометрических и неметрических характеристик скелета линейных мышей к средовым воздействиям в пренатальном развитии / И. А. Васильева, А. Г. Васильев, Н. М. Любашевский, В. И. Стариченко // Генетика. – 1988. – Т. 24, № 7. – С. 1209–1214.
  • Васильев, А. Г. Гомологическая изменчивость морфологических структур и эпигенетическая дивергенция таксонов: основы популяционной мерономии / А. Г. Васильев, И. А. Васильева. – Москва: Товарищество научных изданий КМК, 2009. – 511 с.
  • Стариченко, В. И. Метаболизм остеотропных токсических веществ: наследственная детерминация / В. И. Стариченко // Экологическая генетика. – 2010. – Т. 8, № 3. – С. 27–37.
  • Rohlf, F. J. Extensions of the Procrustes method for the optimal superimposition of landmarks / F. J. Rohlf, D. Slice // Systematic Biology. – 1990. – Vol. 39, № 1. – P. 40–59.
  • Geometric morphometrics for biologists: A primer / M. L. Zelditch, D. L. Swiderski, H. D. Sheets, W. L. Fink. – New York: Elsevier Acad. Press, 2004.– 437 p.
  • Klingenberg, C. P. MorphoJ: an integrated software package for geometric morphometrics / C. P. Klingenberg // Molecular Ecology Resources. – 2011. – Vol. 11. – P. 353–357.
  • Zelditch, M. L. Developmental regulation of skull morphology II: ontogenetic dynamics of covariance / M. L. Zelditch, J. Mezey, H. D. Sheets, B. L. Lundrigan, T. Garland // Evolution and Development. – 2006. – Vol. 8, № 1. – P. 46–60.
  • Sheets, H. D. Studying ontogenetic trajectories using resampling methods and landmark data / H. D. Sheets, M. L. Zelditch // Hystrix, the Italian Journal of Mammal. – 2013. – Vol. 24, № 1. – P. 67–73.
  • Васильев, А. Г. Геометрическая морфометрия: от теории к практике / А. Г. Васильев, И. А. Васильева, А. О. Шкурихин. – Москва: Товарищество научных изданий КМК, 2018. – 471 с.
  • Caring for animals aiming for better science. Directive 2010/63/EU on protection of animals used for scientific purposes: animal welfare bodies and national committees. – Luxemburg: Luxemburg Publication Office of the European Union, 2018. – P. 1–29. – https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/fca9ae7f-2554-11e9-8d04-01aa75ed71a1.
  • AVMA Guidelines for the Euthanasia of Animals: 2020 Edition / S. Leary, W. Underwood, R. Anthony, S. Cartner [et al.]. – Schaumburg, IL: American Veterinary Medical Association, 2020. – P. 3–121. – https://www.avma.org/sites/default/files/2020-02/Guidelines-on-Euthanasia-2020.pdf.
  • Rohlf, F. J. TpsUtil, file utility program, version 1.74 / F. J. Rohlf // Department of Ecology & Evolution. – 2017a. – (program).
  • Rohlf, F. J. TpsDig2, digitize landmarks and outlines, version 2.30 / F. J. Rohlf // Depart. of Ecol. and Evolution, State University of New York at Stony Brook. – 2017b. – (program).
  • Глотов, Н. В. Генетическая гетерогенность природных популяций по количественным признакам: автореф. дис. … докт. биол. наук / Н. В. Глотов. – Ленинград: ЛГУ, 1983. – 33 с.
  • Efron, B. Bootstrap methods for standard errors. Confidence intervals and other measures of statistical accuracy / B. Efron, R. Tibshirani // Statistical Science. – 1986. – Vol. 1. – P. 54–77.
  • Hammer, Q. PAST: Paleontological Statistics software package for education and data analysis / Q. Hammer, D. A. T. Harper, P. D. Ryan // Paleontologia Electronica. – 2001. – Vol. 4, № 1. – P. 1–9 (program).
  • Statistica. StatSoft, Inc. (data analysis software system), version 10. – 2011. – (program).
  • Cohen, J. A power primer / J. Cohen // Psychol. Bulletin. – 1992. – Vol. 112, № 1. – P. 155–159.
  • Zakharov, V. M. Population phenogenetics: Analysis of developmental stability in natural populations / V. M. Zakharov // Acta Zoologica Fennica. – 1992. – Vol. 191. – P. 7–30.
  • Yam, P. Genetic background shapes phenotypic response to diet for adiposity in the Collaborative Cross / P. Yam, J. Albright, M. VerHague, E. R. Gertz [et al.] // Frontiers in Genetics. – 2021. – Vol. 11. – 615012. – DOI: 10.3389/fgene.2020.615012.
  • Tam, W. Y. Phenotypic characteristics of commonly used inbred mouse strains / W. Y. Tam, K. K. Cheung // Journal of Molecular Medicine. – 2020. – Vol. 98. – P. 1215–1234.
  • Badyaev, A. V. Evolution of morphological integration: developmental accommodation of stress-induced variation / A. V. Badyaev, K. R. Foresman, R. L. Young // The American Naturalist. – 2005. – Vol. 166, № 3. – P. 382–395.
  • Schoenrock, S. A. Perinatal nutrition interacts with genetic background to alter behavior in a parent-of-origin-dependent manner in adult Collaborative Cross mice / S. A. Schoenrock, D. Oreper, J. Farrington, R. C. McMullan [et al.] // Genes, Brain and Behavior. – 2018. – Vol. 17, № 1. – e12438. – DOI: 10.1111/gbb.12438.
  • Churchill, G. A. The diversity outbred mouse population / G. A. Churchill, D. M. Gatti, S. C. Munger, K. L. Svenson // Mammalian Genome. – 2012. – Vol. 23. – P. 713–718.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp