Maternal and paternal contributions to pathogen resistance dependent on development stage in a whitefish (Salmonidae)

It is often assumed that maternal and paternal contributions to offspring phenotype change over the lifetime of an individual. However, studies on parental effects typically suffer from the problems that heritabilities and maternal environmental effects are difficult to separate, and that both may depend on environmental factors and developmental stage. In order to experimentally disentangle maternal from paternal contributions and the likely effects of developmental stage from ecological effects, we sampled a natural population of the whitefish Coregonus palaea, used gametes for full-factorial in vitro fertilizations, raised over 10000 of the resulting offspring singly at controlled conditions, and exposed them at different points during embryonic development to one of two strains of Pseudomonas fluorescens that differed in their virulence characteristics (only one caused mortality, while both delayed hatching and reduced growth). Vulnerability to infection increased markedly over embryo development. This change coincided with a distinct shift in the importance of maternal to additive genetic effects on survival. Timing of exposure also affected the variance components for hatching time and larval length, but in a less consistent direction than the variance components for mortality. No significant genetic variation was found for any reaction norms across time points of exposure, indicating a uniformity among genotypes in how susceptibility changed over development. Phenotypes were also typically correlated across time points, which could constrain the evolution of the reaction norms. Our experiment demonstrates that the relative maternal and paternal contributions to susceptibility to an infection, and hence the evolutionary potential to respond to pathogen-induced selection, depends not only on the kind of pathogenic stress but also on the timing of the challenge.

Genetic origin, admixture, and asymmetry in maternal and paternal human lineages in Cuba

Background: Before the arrival of Europeans to Cuba, the island was inhabited by two Native American groups, the Tainos and the Ciboneys. Most of the present archaeological, linguistic and ancient DNA evidence indicates a South American origin for these populations. In colonial times, Cuban Native American people were replaced by European settlers and slaves from Africa. It is still unknown however, to what extent their genetic pool intermingled with and was 'diluted' by the arrival of newcomers. In order to investigate the demographic processes that gave rise to the current Cuban population, we analyzed the hypervariable region I (HVS-I) and five single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the mitochondrial DNA (mtDNA) coding region in 245 individuals, and 40 Y-chromosome SNPs in 132 male individuals. Results: The Native American contribution to present-day Cubans accounted for 33% of the maternal lineages, whereas Africa and Eurasia contributed 45% and 22% of the lineages, respectively. This Native American substrate in Cuba cannot be traced back to a single origin within the American continent, as previously suggested by ancient DNA analyses. Strikingly, no Native American lineages were found for the Y-chromosome, for which the Eurasian and African contributions were around 80% and 20%, respectively. Conclusion: While the ancestral Native American substrate is still appreciable in the maternal lineages, the extensive process of population admixture in Cuba has left no trace of the paternal Native American lineages, mirroring the strong sexual bias in the admixture processes taking place during colonial times.

Temporal variation in glucocorticoid levels during the resting phase is associated in opposite way with maternal and paternal melanic coloration.

Sex-dependent selection can help maintain sexual dimorphism. When the magnitude of selection exerted on a heritable sex trait differs between the sexes, it may prevent each sex to reach its phenotypic optimum. As a consequence, the benefit of expressing a sex trait to a given value may differ between males and females favouring sex-specific adaptations associated with different values of a sex trait. The level of metabolites regulated by genes that are under sex-dependent selection may therefore covary with the degree of ornamentation differently in the two sexes. We investigated this prediction in the barn owl, a species in which females display on average larger black spots on the plumage than males, a heritable ornament. This melanin-based colour trait is strongly selected in females and weakly counter-selected in males indicating sex-dependent selection. In nestling barn owls, we found that daily variation in baseline corticosterone levels, a key hormone that mediates life history trade-offs, covaries with spot diameter displayed by their biological parents. When their mother displayed larger spots, nestlings had lower corticosterone levels in the morning and higher levels in the evening, whereas the opposite pattern was found with the size of paternal spots. Our study suggests a link between daily regulation of glucocorticoids and sex-dependent selection exerted on sexually dimorphic melanin-based ornaments.

Signalling value of maternal and paternal melanism in the barn owl : implication for the resolution of the lek paradox

Secondary sexual characters often signal qualities such as physiological processes associated with resistance to various sources of stress. When the expression of an ornament is not sex-limited, we can identify the costs and benefits of displaying a trait that is typical of its own sex or of the other sex. Indeed, the magnitude and sign of the covariation between physiology and the extent to which an ornament is expressed could differ between males and females if, for instance, the regulation of physiological processes is sensitive to sex hormones. Using data collected over 14 years in the nocturnal barn owl Tyto alba, we investigated how nestling body mass covaries with a heritable melanin-based sex-trait, females displaying on average larger black feather spots than males. Independently of nestling sex, year and time of the day large-spotted nestlings were heavier than small-spotted nestlings. In contrast, the magnitude and sign of the covariation between nestling body mass and the size of parental spots varied along the day in a way that depended on the year and parental gender. In poor years, offspring of smaller-spotted mothers were heavier throughout the resting period; in the morning, offspring sired by larger-spotted fathers were heavier than offspring of smaller-spotted fathers, while in the evening the opposite pattern was found. Thus, maternal and paternal coloration is differentially associated with behaviour or physiology, processes that are sensitive to time of the day and environmental factors. Interestingly, the covariation between offspring body mass and paternal coloration is more sensitive to these environmental factors than the covariation with maternal coloration. This indicates that the benefit of pairing with differently spotted males may depend on environmental conditions, which could help maintain genetic variation in the face of intense directional (sexual) selection.

Maternal and paternal growth regulatory factor expression in hybrid sunfish.

Unidirectional hybridization between bluegill (Lepomis macrochirus) and pumpkinseed (L. gibbosus) sunfish enables researchers to explore the relative expression of paternal and maternal alleles in hybrids. Past studies have found that the metabolic dysfunction in bluegill-pumpkinseed hybrids may be due to incompatibilities between nuclear and mitochondrial genomes. However, the consequences of hybridization on body size and muscle growth have not been examined. This topic is particularly interesting because hybrids grow larger than parentals despite the fact that they are often sired by smaller, precociously mature bluegills. In order to improve our understanding of growth dynamics in hybrid sunfish, I conducted real-time quantitative PCR using species-specific primers on the white muscle tissue of bluegills, pumpkinseeds, and hybrids collected from Lake Opinicon, ON. Five growth factors that have been linked to muscle growth and body size demonstrated similar expression for maternal and paternal alleles. While about half of the hybrids showed the same pattern with myogenin, about half showed very low levels of mRNA for the paternal (bluegill) gene. While this did not explain the heterosis seen in hybrids, it may explain the small body phenotype of the cuckholding bluegill males. I explored the upstream genetic structure of bluegill myogenin and established that four alleles exist within the population. Furthermore, I uncovered a relationship in hybrids between the proximal promoter/ 5’ UTR of myogenin and its transcript level. I found that the hybrids demonstrating low paternal myogenin expression unfailingly possessed A3 or A4 alleles, but future studies will be needed to reveal the molecular links between the genotype and the growth phenotype. A similar genotype-phenotype association was not obvious in parentals, even those that were homozygous for these alleles. Whether this relationship can provide insight into the genetic determinants of bluegill alternative mating strategies has yet to be determined.

Validação da security scale para a população portuguesa: Análise fatorial confirmatória e estudo empírico davinculação na pré-adolescência

Dissertação de Mestrado apresentada no ISPA – Instituto Universitário para obtenção do grau de Mestre em Psicologia especialidade de Psicologia Clínica.

More than maternal sensitivity shapes attachment : infant coping and temperament

The aim of this longitudinal studywas to investigate the effect of a set of factors from multiple levels of influence: infant temperament, infant regulatory behavior, and maternal sensitivity on infant’s attachment. Our sample consisted of 48 infants born prematurely and their mothers. At 1 and 3 months of age, mothers described their infants’behavior using the Escala de Temperamento do Beb´e. At 3 months of age, infants’ capacity to regulate stress was evaluated during Tronick’s Face-to-Face Still-Face (FFSF) paradigm. At 9 months of age, mothers’ sensitivity was evaluated during free play using the CARE-Index. At 12 months of age, infants’ attachment security was assessed during Ainsworth’s Strange Situation. A total of 16 infants were classified as securely attached, 17 as insecure-avoidant, and 15 as insecure-resistant. Mothers of securely attached infantswere more likely than mothers of insecure infants to describe their infants as less difficult and to be more sensitive to their infants in free play. In turn, secure infants exhibited more positive responses during the Still-Face. Infants classified as insecureavoidant were more likely to self-comfort during the Still-Face and had mothers who were more controlling during free play. Insecure-resistant exhibited higher levels of negative arousal during the Still-Face and had mothers who were more unresponsive in free play. These findings show that attachment quality is influenced bymultiple factors, including infant temperament, coping behavior, and maternal sensitivity.

Anxiety, depression, and attachment before and after the first-trimester screening for Down syndrome: comparing couples who undergo ART with those who conceive spontaneously.

OBJECTIVES: This study's aim was to describe the emotional status of parents to be before and after the first-trimester combined prenatal screening test. METHODS: One hundred three couples participated, of which 52 had undergone an in vitro fertilization/intracytoplasmic sperm injection treatment [assisted reproductive technology (ART)] and 51 had conceived spontaneously. Participants completed the state scale of the State-trait Anxiety Inventory, the Edinburgh Depression Scale, and the Maternal and Paternal Antenatal Attachment Questionnaire before the first-trimester combined prenatal screening test at around 12 weeks of gestational age (T1) and just after receiving the results at approximately 14 weeks of gestational age (T2). RESULTS: We observed a significant decrease in anxiety and depression symptoms and a significant increase in attachment from T1 to T2. Results showed no differences between groups at either time point, which suggests that ART parents are more similar to than different from parents conceiving spontaneously. Furthermore, given the importance of anxiety during pregnancy, a subsample of women with clinical anxiety was identified. They had significantly higher rates of clinical depression and lower attachment. CONCLUSIONS: These results indicate that, regardless of whether conception was through ART or spontaneous, clinical anxiety in women over the prenatal testing period is associated with more vulnerability during pregnancy (i.e. clinical depression and less attachment to fetus). © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.

Toward a broader approach to the study of infant attachment : links between maternal autonomy-support, attachment state of mind, maternal sensitivity, and infant security of attachment

Dans le but d’examiner les mécanismes qui sous-tendent le développement de la sécurité d’attachement chez l’enfant, Grossmann et al. (1999; 2008) proposent une perspective plus vaste de l’étude de l’attachement chez l’enfant, examinant les comportements parentaux pertinents aux deux côtés de l’équilibre entre le système d’attachement et le système d’exploration. La thèse se base sur cette approche pour explorer la relation entre la sécurité d’attachement chez l’enfant et deux comportements maternels, soit la sensibilité maternelle et le soutien à l’autonomie maternel, de même que la relation entre ces deux comportements et l’état d’esprit maternel face à l’attachement. Le premier article propose que la théorie de l’autodétermination, avec ses études empiriques portant sur les comportements parentaux liés à l’exploration, offre une perspective utile pour l’étude des comportements d’exploration dans le cadre de l’équilibre attachement/exploration. L’article présente une revue théorique et empirique des domaines de l’attachement et de la théorie de l’autodétermination et souligne des analogies conceptuelles et empiriques entre les deux domaines, en plus de décrire la façon dont ils se complètent et se complémentent. Le deuxième article étudie les liens entre la sensibilité maternelle, le soutien à l’autonomie maternel et la sécurité d’attachement chez l’enfant. Soixante et onze dyades ont participé à deux visites à domicile. La sensibilité maternelle a été évaluée lorsque les enfants étaient âgés de 12 mois, alors que le soutien à l’autonomie maternel et la sécurité d’attachement chez l’enfant l’ont été lorsque les enfants avaient atteint l’âge de 15 mois. Les résultats indiquent que le soutien à l’autonomie maternel explique une portion significative de la variance de la sécurité d’attachement, et ce, après avoir contrôlé pour la sensibilité maternelle et le statut socio-économique. Le troisième article examine les relations entre deux dimensions de l’état d’esprit maternel face à l’attachement (esquivant et préoccupé/non-résolu), la sensibilité maternelle et le soutien à l’autonomie maternel. Soixante et onze dyades ont participé à trois visites à domicile. L’Entrevue d’Attachement Adulte (EAA) a été administrée lorsque les enfants étaient âgés de 8 mois, la sensibilité maternelle a été évaluée alors qu’ils avaient atteint l’âge de 12 mois et le soutien à l’autonomie maternel, lorsqu’ils avaient 15 mois. Les résultats révèlent qu’après avoir contrôlé pour le statut socio-économique, la sensibilité maternelle est liée de façon négative à la dimension « esquivant » de l’EAA, alors que le soutien à l’autonomie maternel est lié de façon négative à la dimension « préoccupé/non-résolu ». Les résultats présentés dans le deuxième et le troisième article sont discutés, de même que de leurs répercussions théoriques et cliniques. Des questions susceptibles de guider des recherches futures sont proposées.

Maternal history of early adversity and child emotional development : investigating intervening factors

L’objectif de cette thèse était de contribuer à l’avancement des connaissances quant aux circonstances permettant une transmission intergénérationnelle du risque émanant de l’adversité maternelle et aux mécanismes sous-tendant cette transmission, dans quatre articles empiriques. Le premier visait à explorer la relation entre un historique d’adversité maternelle, la sécurité d’attachement mère-enfant et le tempérament de l’enfant. Les mères ont complété une entrevue semi-structurée portant sur leurs représentations d’attachement avec leurs parents, à 6 mois, et ont évalué le tempérament de leur enfant à 2 ans. La sécurité d’attachement fut également évaluée à 2 ans. Les résultats ont démontré que les enfants dont les mères rapportaient des niveaux supérieurs d’adversité présentaient de moins bons niveaux d’activité comportementale, uniquement lorsqu’ils avaient un attachement sécurisant avec leur mère. Ces résultats suggèrent une transmission intergénérationnelle des effets d’un historique d’adversité maternelle sur le tempérament des enfants. Le deuxième article visait à investiguer si le transporteur de sérotonine (5-HTTLPR) module la transmission de risque intergénérationnelle de l’adversité maternelle sur le tempérament des enfants. L’historique d’adversité maternelle fut évalué en combinant deux mesures auto-rapportées. Les mères ont également évalué le tempérament de leur enfant à 18 et à 36 mois. Le génotype des enfants fut extrait à 36 mois. Les résultats ont révélé un effet d’interaction entre l’adversité maternelle et le génotype de l’enfant sur le tempérament, suggérant une transmission intergénérationnelle des effets de l’adversité maternelle sur le fonctionnement émotionnel des enfants. Le troisième article visait à explorer la relation entre les difficultés d’adaptation psychosociale des mères, la sensibilité maternelle et les symptômes intériorisés de leurs enfants. Les mères ont complété plusieurs questionnaires desquels un score composite de difficultés d’adaptation psychosociale fut extrait. La sensibilité maternelle fut observée à 12 mois. Les symptômes intériorisés des enfants furent évalués par les deux parents à 2 et à 3 ans. Les résultats ont démontré qu’une augmentation des difficultés maternelles d’adaptation psychosociale étaient associée à davantage de symptômes intériorisés chez les enfants, mais seulement chez ceux dont les mères étaient moins sensibles. Ces résultats ont été observés par les mères à 2 ans et par les deux parents à 3 ans. Ces résultats suggèrent que les enfants peuvent être différemment affectés par l’adaptation émotionnelle de leur mère tout en mettant l’emphase sur le rôle protecteur de la sensibilité maternelle. Le quatrième article visait à investiguer les rôles médiateurs de la dépression et de la sensibilité maternelle dans la relation entre un historique d’adversité maternelle et le tempérament de l’enfant. L’historique d’adversité maternelle fut évalué en combinant deux mesures auto-rapportées. Les mères ont également rapporté leurs symptômes dépressifs à 6 mois. La sensibilité maternelle fut évaluée de façon concomitante. Les mères ont évalué le tempérament de leur enfant à 36 mois. Les résultats ont révélé une transmission intergénérationnelle des effets d’un historique d’adversité maternelle à la génération suivante suivant une médiation séquentielle passant d’abord par la dépression maternelle et ensuite par la sensibilité maternelle. Finalement, les résultats des quatre articles ont été intégrés dans la conclusion générale.

Maternal history of early adversity and child emotional development : investigating intervening factors

L’objectif de cette thèse était de contribuer à l’avancement des connaissances quant aux circonstances permettant une transmission intergénérationnelle du risque émanant de l’adversité maternelle et aux mécanismes sous-tendant cette transmission, dans quatre articles empiriques. Le premier visait à explorer la relation entre un historique d’adversité maternelle, la sécurité d’attachement mère-enfant et le tempérament de l’enfant. Les mères ont complété une entrevue semi-structurée portant sur leurs représentations d’attachement avec leurs parents, à 6 mois, et ont évalué le tempérament de leur enfant à 2 ans. La sécurité d’attachement fut également évaluée à 2 ans. Les résultats ont démontré que les enfants dont les mères rapportaient des niveaux supérieurs d’adversité présentaient de moins bons niveaux d’activité comportementale, uniquement lorsqu’ils avaient un attachement sécurisant avec leur mère. Ces résultats suggèrent une transmission intergénérationnelle des effets d’un historique d’adversité maternelle sur le tempérament des enfants. Le deuxième article visait à investiguer si le transporteur de sérotonine (5-HTTLPR) module la transmission de risque intergénérationnelle de l’adversité maternelle sur le tempérament des enfants. L’historique d’adversité maternelle fut évalué en combinant deux mesures auto-rapportées. Les mères ont également évalué le tempérament de leur enfant à 18 et à 36 mois. Le génotype des enfants fut extrait à 36 mois. Les résultats ont révélé un effet d’interaction entre l’adversité maternelle et le génotype de l’enfant sur le tempérament, suggérant une transmission intergénérationnelle des effets de l’adversité maternelle sur le fonctionnement émotionnel des enfants. Le troisième article visait à explorer la relation entre les difficultés d’adaptation psychosociale des mères, la sensibilité maternelle et les symptômes intériorisés de leurs enfants. Les mères ont complété plusieurs questionnaires desquels un score composite de difficultés d’adaptation psychosociale fut extrait. La sensibilité maternelle fut observée à 12 mois. Les symptômes intériorisés des enfants furent évalués par les deux parents à 2 et à 3 ans. Les résultats ont démontré qu’une augmentation des difficultés maternelles d’adaptation psychosociale étaient associée à davantage de symptômes intériorisés chez les enfants, mais seulement chez ceux dont les mères étaient moins sensibles. Ces résultats ont été observés par les mères à 2 ans et par les deux parents à 3 ans. Ces résultats suggèrent que les enfants peuvent être différemment affectés par l’adaptation émotionnelle de leur mère tout en mettant l’emphase sur le rôle protecteur de la sensibilité maternelle. Le quatrième article visait à investiguer les rôles médiateurs de la dépression et de la sensibilité maternelle dans la relation entre un historique d’adversité maternelle et le tempérament de l’enfant. L’historique d’adversité maternelle fut évalué en combinant deux mesures auto-rapportées. Les mères ont également rapporté leurs symptômes dépressifs à 6 mois. La sensibilité maternelle fut évaluée de façon concomitante. Les mères ont évalué le tempérament de leur enfant à 36 mois. Les résultats ont révélé une transmission intergénérationnelle des effets d’un historique d’adversité maternelle à la génération suivante suivant une médiation séquentielle passant d’abord par la dépression maternelle et ensuite par la sensibilité maternelle. Finalement, les résultats des quatre articles ont été intégrés dans la conclusion générale.