Instability of the Mother’s Environment Leads to Reduced Developmental Robustness in Lymnaea stagnalis (Mollusca: Gastropoda)

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Adaptive maternal effects that increase the adaptability of offspring are often caused by stressful conditions that persist in the environment for an extended period of time. The question arises, what is the threshold at which maternal effects cease to be adaptive for offspring and lead to developmental disorders? One of the stressors is considered to be unpredictable changes in environmental conditions. We aimed to test whether a mother’s inhabitation of unstable environment could lead to a decrease of developmental robustness in the embryos of the gastropod mollusk Lymnaea stagnalis. The laboratory population of snails was split into two groups. For the first group, conditions were maintained as stable as possible, with constant water exchange and excessive feeding. The second group was kept under unstable (stressful) conditions, with episodic feeding and water exchange. It turned out that unstable conditions alone did not affect the frequency of developmental anomalies in the offspring. Since serotonin is presumably plays the role of the signaling molecule mediating the maternal effect in L. stagnalis, we subjected embryos of both groups to the biochemical precursor of serotonin (5-HTP). After incubation in 5-HTP, the proportion of embryos with developmental anomalies was significantly higher among the offspring of mothers living in unstable conditions. We confirmed the important role of serotonin as a factor mediating communication between the organisms of mother and offspring by revealing serotoninergic innervation of the hermaphroditic gland (ovotestis) and accumulation of serotonin in the cytoplasm of forming oocytes. Our experiments suggest that under the stressful environmental conditions, serotonin accumulation by the oocyte/zygote may increase to a maladaptive level and lead to a decrease in the robustness of embryonic development.

Sobre autores

A. Bogomolov

Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University; Koltzov Institute of Developmental Biology of the Russian Academy of Sciences

Email: elena.voronezhskaya@idbras.ru
Russia, 119234, Moscow, ul. Leninskie Gory 1/12; Russia, 119334, Moscow, ul. Vavilova 26

Y. Kraus

Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University; Koltzov Institute of Developmental Biology of the Russian Academy of Sciences

Email: elena.voronezhskaya@idbras.ru
Russia, 119234, Moscow, ul. Leninskie Gory 1/12; Russia, 119334, Moscow, ul. Vavilova 26

E. Voronezhskaya

Koltzov Institute of Developmental Biology of the Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: elena.voronezhskaya@idbras.ru
Russia, 119334, Moscow, ul. Vavilova 26

Bibliografia

  1. Bogomolov A.I., Voronezhskaya E.E. An increase in the level of intracellular serotonin in blastomeres leads to the disruption in the spiral cleavage pattern in the mollusc Lymnaea stagnalis // Russian J. Dev. Bio. 2022. V. 53. №. 2. P. 115–120. https://doi.org/10.1134/S1062360422020035
  2. Dantzer B., Boutin S., Lane J.E., McAdam A.G. Integrative studies of the effects of mothers on offspring: an example from wild North American red squirrels // Advances in Neurobiology / Ed. González-Mariscal G. 2022. V. 27. P. 269–296. Springer: Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-97762-7_9
  3. Dantzer B., Newman A.E., Boonstra R., Palme R., Boutin S., Humphries M.M., McAdam A.G. Density triggers maternal hormones that increase adaptive offspring growth in a wild mammal // Science. 2013. V. 340(6137). P. 1215–1217.
  4. Ivashkin E., Khabarova M.Y., Melnikova V., Nezlin L.P., Kharchenko O., Voronezhskaya E.E. et al. Serotonin mediates maternal effects and directs developmental and behavioral changes in the progeny of snails // Cell Rep. 2015. V. 12. P. 1144–1158. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2015.07.022
  5. Joosse J., Boer H.H., Comelisse C.J. Gametogenesis and oviposition in Lymnaea stagnalis as influenced by Y-irradiation and hunger // Symp. Zoo 1. Soc. London. 1968. V. 22. P. 213–235.
  6. Love O.P., McGowan P.O., Sheriff M.J. Maternal adversity and ecological stressors in natural populations: the role of stress axis programming in individuals, with implications for populations and communities // Functional Ecology. 2013. V. 27(1). P. 81–92.
  7. Lukowiak K., Sunada H., Teskey M., Dalesman S. Environmentally relevant stressors alter memory formation in the pond snail Lymnaea // J. Experimental Biology. 2014. V. 217. P. 76–83.
  8. Marshall D., Uller T. When is a maternal effect adaptive? // Oikos. 2007. V. 116(12). P. 1957–1963.
  9. Meshcheryakov V.N. The common pond snail Lymnaea stagnalis //Animal species for developmental studies. – Springer, Boston, MA, 1990. P. 69–132.
  10. Moore M.P., Whiteman H.H., Martin R.A. A mother’s legacy: the strength of maternal effects in animal populations // Ecology Letters. 2019. V. 22(10). P. 1620–1628.
  11. Sheriff M.J., Bell A., Boonstra R., Dantzer B., Lavergne S.G., McGhee K.E., MacLeod K.J., Winandy L., Zimmer C., Love O.P. Integrating ecological and evolutionary context in the study of maternal stress. Integrative and comparative biology. 2017. V. 57(3). P. 437–449.
  12. Sheriff M.J., Love O.P. Determining the adaptive potential of maternal stress // Ecology letters. 2013. V. 16(2). V. 271–280.
  13. van der Steen W., Jager J.C., Tiemersma D. The influence of food quantity on feeding, reproduction, and growth in the pond snail Lymnaea stagnalis (L.) with some methodological comments // Proc. K. Ned. Akad. Wet. 1973. V. 76. P. 47–60.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2.

Baixar (2MB)
3.

Baixar (269KB)
4.

Baixar (3MB)

Declaração de direitos autorais © А.И. Богомолов, Ю.А. Краус, Е.Е. Воронежская, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».