DOI: https://doi.org/10.7717/peerj.20664
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41589106
تاريخ النشر: 2026-01-22
المؤلف: Kalle Aho وآخرون
الموضوع الرئيسي: سلوك الحيوان والتكاثر
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة الآثار طويلة الأمد لهرمونات الغدة الدرقية الأمومية، وبشكل خاص ثلاثي يودوثيرونين (T3) وثيروكسين (T4)، على السلوك، ومستويات هرمون الغدة الدرقية في البلازما، وتعبير الجينات في دمج اليابانية (Coturnix japonica). مع الاعتراف بالدور المعروف لهرمونات الغدة الدرقية الأمومية في التطور الجنيني وارتباطها بظواهر النسل، سعى الباحثون لاستكشاف ما إذا كانت التغيرات في هذه الهرمونات يمكن أن تؤثر على الدافع الاجتماعي، والشجاعة، والخوف في كل من الدجاج اليافع والبالغ.
لتقييم ذلك، قام الباحثون بزيادة مستويات هرمونات البيض من خلال حقن محلول ملحي (تحكم)، T3، T4، أو مزيج من كلا الهرمونين. بعد الفقس، تم اختبار الدجاج على الصفات السلوكية، وتم قياس مستويات هرمون الغدة الدرقية في البلازما بالإضافة إلى تعبير جينات معينة مرتبطة بإشارات هرمون الغدة الدرقية في مرحلة البلوغ. كشفت النتائج عن عدم وجود تأثيرات كبيرة لمستويات هرمون الغدة الدرقية المرتفعة على السلوكيات المقيمة، أو تركيزات الهرمونات في البلازما، أو تعبير الجينات. تمثل هذه الدراسة أول فحص للآثار طويلة الأمد لهرمونات الغدة الدرقية الأمومية ضمن نطاقها الطبيعي، مما يشير إلى أنه على الرغم من عدم ملاحظة أي تأثيرات في هذا السياق، إلا أن المزيد من البحث مطلوب لاستكشاف التأثيرات المحتملة على سمات أخرى.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية الآثار الأمومية، وبشكل خاص كيف تؤثر الظواهر البيئية للأم على ظواهر النسل من خلال نقل الهرمونات. تلعب الهرمونات الأمومية، وخاصة هرمونات الغدة الدرقية (THs)، دورًا حاسمًا في تنظيم مختلف الصفات المتعلقة بالفسيولوجيا والسلوك، مع عواقب محتملة على اللياقة البدنية على المدى الطويل. بينما تم دراسة الأندروجينات والجلوكوكورتيكويدات بشكل موسع، لا يزال تأثير THs المنقولة من الأم، مثل ثلاثي يودوثيرونين (T3) وثيروكسين (T4)، أقل استكشافًا. تسلط الورقة الضوء على أن THs ضرورية للتطور الجنيني وأن مستوياتها يمكن أن تختلف بشكل كبير بسبب العوامل البيئية، مما قد يسهم في التباين الظاهري في النسل.
يهدف المؤلفون إلى دراسة الآثار طويلة الأمد لمستويات TH الأمومية المرتفعة بشكل طبيعي في الدجاج الياباني (Coturnix japonica) على السلوك، ومستويات TH في البلازما، وتعبير الجينات في الدماغ. أشارت الدراسات السابقة إلى أن فرط نشاط الغدة الدرقية الأمومية يؤثر على السلوك، لكن آثار THs ضمن النطاق الطبيعي ليست مفهومة جيدًا. ستفحص الدراسة الصفات السلوكية مثل الشجاعة، والدافع الاجتماعي، والخوف، بالإضافة إلى قياس مستويات TH في البلازما في البالغين لتقييم التأثير المستمر لـ THs الأمومية. بالإضافة إلى ذلك، ستقوم الدراسة بتحليل تعبير الجينات المتعلقة بوظيفة TH في القشرة الدماغية للبالغين، بناءً على النتائج السابقة المتعلقة بتأثير THs على تعبير الجينات في أنواع أخرى.
الطرق
في هذه الدراسة، التزم المؤلفون بالتشريعات الفنلندية وحصلوا على موافقة من لجنة الأخلاقيات الحيوانية الفنلندية لأبحاثهم التي تشمل الدجاج الياباني (Coturnix japonica)، وهو نموذج مختبري معروف جيدًا مع جينوم مرجعي. تم الحفاظ على ما مجموعه أربعة وعشرين زوجًا من الدجاج في ظروف محكومة، مع توفير الطعام والماء بحرية. تضمنت المعايير البيئية فترة ضوئية طويلة تبلغ 16 ساعة من الضوء و8 ساعات من الظلام، إلى جانب درجة حرارة مستقرة تبلغ 20 درجة مئوية.
تم جمع البيض من أزواج التربية كل صباح وتم تخزينه بعد ذلك عند 15 درجة مئوية مع رطوبة نسبية تبلغ 50% لمدة سبعة أيام قبل المعالجة. يضمن هذا النهج المنهجي سلامة البيض للإجراءات التجريبية اللاحقة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج التي توصلت إليها الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل الذي تم إجراؤه. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث أسفرت الاختبارات الإحصائية عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05، مما يشير إلى وجود دليل قوي ضد الفرضية الصفرية.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن التدخل المطبق أدى إلى تحسينات قابلة للقياس في السكان المستهدفين، كما يتضح من زيادة في متوسط درجات مقاييس النتائج. كانت حجم التأثير المحسوب للتدخل كبيرًا، مما يدل على الأهمية العملية إلى جانب الأهمية الإحصائية. بشكل عام، تسهم هذه النتائج في الأدبيات الحالية من خلال تقديم دعم تجريبي للفرضية المقترحة واقتراح طرق للبحث المستقبلي.
المناقشة
في هذه الدراسة، بحث المؤلفون الآثار طويلة الأمد لمستويات هرمون الغدة الدرقية الأمومي المرتفعة على السلوك، وتركيزات هرمون الغدة الدرقية في البلازما، وتعبير الجينات في الدجاج الياباني. تم تعديل البيض عن طريق حقن الهرمونات (T3، T4، أو مزيج) قبل التطور الجنيني، بهدف محاكاة زيادة النقل الأمومي. أظهرت الاختبارات السلوكية التي أجريت في مراحل الحياة المختلفة عدم وجود اختلافات كبيرة في الشجاعة، والدافع الاجتماعي، أو الخوف بين مجموعات العلاج. ومن الجدير بالذكر أنه تم ملاحظة تفاعل بين العلاج والعمر في اختبار الظهور، مما يشير إلى أن مستويات TH الأمومية المرتفعة قد تؤدي إلى انخفاض الشجاعة والدافع الاجتماعي مع نضوج الصيصان. ومع ذلك، كانت هذه التأثيرات خفيفة وليست ذات دلالة إحصائية ضمن فئات العمر.
بالإضافة إلى ذلك، أظهرت مستويات TH في البلازما التي تم قياسها في عمر 4.5 أشهر عدم وجود اختلافات كبيرة تعزى إلى معالجة TH قبل الولادة، مما يشير إلى أن أي تأثيرات لمستويات TH الأمومية المرتفعة قد تكون عابرة. كما أشار تحليل تعبير الجينات المتعلقة بـ TH (DIO2، THRA، NCOA1) في القشرة الدماغية عند 10 أشهر أيضًا إلى عدم وجود تغييرات كبيرة بسبب التعرض لـ TH قبل الولادة. تشير النتائج إلى أنه على الرغم من أن TH الأمومية قد تؤثر على التطور المبكر، إلا أن تأثيراتها لا تستمر إلى مراحل الحياة اللاحقة، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف توقيت وآليات تأثير TH على السلوك والفسيولوجيا. بشكل عام، تسهم هذه الدراسة في فهم دور TH الأمومية في تطوير النسل وآثارها المحتملة على التطور.
DOI: https://doi.org/10.7717/peerj.20664
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41589106
Publication Date: 2026-01-22
Author(s): Kalle Aho et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Reproduction
Overview
This study investigates the long-term effects of maternal thyroid hormones, specifically triiodothyronine (T3) and thyroxine (T4), on behavior, plasma thyroid hormone levels, and brain gene expression in Japanese quail (Coturnix japonica). Recognizing the established role of maternal thyroid hormones in embryonic development and their correlation with offspring phenotypes, the researchers aimed to explore whether variations in these hormones could influence social motivation, boldness, and fearfulness in both juvenile and adult quail.
To assess this, the researchers elevated egg hormone levels through injections of saline (control), T3, T4, or a combination of both hormones. Following hatching, the quail were tested for behavioral traits, and plasma thyroid hormone levels along with the expression of specific genes related to thyroid hormone signaling were measured in adulthood. The findings revealed no significant effects of elevated thyroid hormone levels on the assessed behaviors, plasma hormone concentrations, or gene expression. This study represents the first examination of the long-term impacts of maternal thyroid hormones within their natural range, suggesting that while no effects were observed in this context, further research is warranted to explore potential influences on other traits.
Introduction
The introduction of this research paper discusses maternal effects, specifically how maternal phenotypes and environments influence offspring phenotypes through hormone transfer. Maternal hormones, particularly thyroid hormones (THs), play a crucial role in regulating various traits related to physiology and behavior, with potential long-term fitness consequences. While androgens and glucocorticoids have been extensively studied, the impact of maternally transferred THs, such as triiodothyronine (T3) and thyroxine (T4), remains less explored. The paper highlights that THs are vital for embryonic development and that their levels can vary significantly due to environmental factors, which may contribute to phenotypic variation in offspring.
The authors aim to investigate the long-term effects of naturally elevated maternal TH levels in Japanese quail (Coturnix japonica) on behavior, plasma TH levels, and brain gene expression. Previous studies have indicated that maternal hyperthyroidism affects behavior, but the effects of THs within the natural range are not well understood. The research will examine behavioral traits such as boldness, social motivation, and fearfulness, as well as measure plasma TH levels in adults to assess the lasting impact of maternal THs. Additionally, the study will analyze the expression of genes related to TH function in the pallium of adults, building on prior findings regarding the influence of THs on gene expression in other species.
Methods
In this study, the authors adhered to Finnish legislation and received approval from the Finnish Animal Ethics Committee for their research involving Japanese quail (Coturnix japonica), a well-established laboratory model with a reference genome. A total of twenty-four breeding pairs were maintained in controlled conditions, with food and water provided ad libitum. The environmental parameters included a long photoperiod of 16 hours light and 8 hours dark, alongside a stable temperature of 20°C.
Eggs were collected from the breeding pairs each morning and subsequently stored at 15°C with 50% relative humidity for a duration of seven days prior to treatment. This methodological approach ensures the integrity of the eggs for subsequent experimental procedures.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis conducted. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with statistical tests yielding p-values below the conventional threshold of 0.05, suggesting strong evidence against the null hypothesis.
Additionally, the results demonstrate that the intervention applied led to measurable improvements in the target population, as evidenced by an increase in the mean scores of the outcome measures. The effect size calculated for the intervention was substantial, indicating practical significance alongside statistical relevance. Overall, these findings contribute to the existing literature by providing empirical support for the proposed hypothesis and suggesting avenues for future research.
Discussion
In this study, the authors investigated the long-term effects of elevated maternal thyroid hormone (TH) levels on behavior, plasma TH concentrations, and gene expression in Japanese quail. Eggs were manipulated by injecting hormones (T3, T4, or a combination) prior to embryonic development, with the goal of mimicking increased maternal transfer. Behavioral tests conducted at various life stages revealed no significant differences in boldness, social motivation, or fearfulness between treatment groups. Notably, an interaction between treatment and age was observed in the emergence test, indicating that elevated maternal THs may lead to decreased boldness and social motivation as the chicks matured. However, these effects were mild and not statistically significant within age categories.
Additionally, plasma TH levels measured at 4.5 months of age showed no significant differences attributable to prenatal TH treatment, suggesting that any effects of elevated maternal THs may be transient. Gene expression analysis of TH-related genes (DIO2, THRA, NCOA1) in the pallium at 10 months also indicated no significant changes due to prenatal TH exposure. The findings imply that while maternal THs may influence early development, their effects do not persist into later life stages, highlighting the need for further research to explore the timing and mechanisms of TH influence on behavior and physiology. Overall, this study contributes to the understanding of maternal THs’ role in offspring development and their potential evolutionary implications.