Pewnego słonecznego popołudnia w Jiangsu w Chinach Xin Yin gra osobistego trenera dla kilku myszy. Jedna po drugiej umieszcza gryzonie na miniaturowej bieżni, która zaczyna się powoli i stopniowo przyspiesza. Te rodzeństwo z tego samego miotu to urodzeni sportowcy, potrafią biegać dalej z mniejszym nagromadzeniem kwasu mlekowego niż przeciętne myszy laboratoryjne.

Sekret ich szybkości nie tkwi w genach – zwierzęta pochodzą z tego samego materiału genetycznego co grupa kontrolna myszy. I nie otrzymały żadnego specjalnego treningu. Zamiast tego ich sprawność wydaje się wynikać z nawyków ćwiczeniowych ojca jeszcze przed ich poczęciem. To odkrycie sugeruje, że bieganie może przynosić korzyści nie tylko ćwiczącemu, ale także jego nienarodzonym dzieciom.

„Byłem bardzo zaskoczony, gdy po raz pierwszy zobaczyłem dane” – mówi Yin, biochemik z Uniwersytetu w Nankinie.

Zespół Yina przeanalizował cząsteczki wewnątrz plemników ćwiczących gryzoni i znalazł maleńkie fragmenty RNA – nazwane mikroRNA – które występowały w większych ilościach niż w plemnikach ich leniwych rodzeństwa. Gdy naukowcy wstrzyknęli te cząsteczki do niezwiązanych zarodków, otrzymali zwierzęta równie sprawne jak te urodzone przez ćwiczących ojców.

To badanie z 2025 roku dołącza do rosnącej liczby dowodów na to, że plemniki to coś więcej niż wijące się naczynia przenoszące DNA do komórki jajowej. W ciągu ostatnich dwóch dekad badania na myszach wykryły mikroRNA i inne typy fragmentów RNA, które wzrastają i maleją wewnątrz plemników w odpowiedzi nie tylko na ćwiczenia lub lenistwo, ale także na tłuste lub słodkie diety, codzienny stres, traumę z dzieciństwa, nadmierne picie alkoholu oraz narażenie na pestycydy i inne zagrożenia. Wraz z tymi zmianami naukowcy udokumentowali zmiany rozwojowe i metaboliczne oraz różne wskaźniki depresji u potomstwa samców.

I choć trudno jest zbadać ten efekt u ludzi, naukowcy udokumentowali również wahania fragmentów RNA w plemnikach mężczyzn, którzy ćwiczą lub nie, palą lub spożywają nadmiar cukru, a także u mężczyzn z otyłością lub traumatycznym dzieciństwem. Badania donoszą również, że dzieci rodziców z nadwagą lub którzy zmagali się ze stresem psychicznym, są bardziej narażone na te same schorzenia.

Do niedawna jednak większość dowodów łączących małe RNA plemników z wyzwaniami środowiskowymi i późniejszymi skutkami u potomstwa miała charakter korelacyjny. Próby ustalenia przyczynowości – poprzez wstrzykiwanie RNA bezpośrednio do zarodków – często wykorzystywały znacznie wyższe stężenia RNA niż te typowo występujące w plemnikach. W rzeczywistości nie było dowodu na to, że fragmenty RNA w ogóle dostają się do komórki jajowej.

Ale choć zagadki pozostają, ostatnie badania pokazują, że nie tylko ojcowskie fragmenty RNA są przenoszone do zapłodnionej komórki jajowej, ale także że są w stanie wywołać zmiany u potomstwa w dawkach występujących w plemnikach.

Naukowcy po raz pierwszy zauważyli międzypokoleniowe skutki ojcowskiego stylu życia już w latach 60. XX wieku, ale minęły dziesięciolecia, zanim rozpoczęli eksperymentalne badania z użyciem modeli zwierzęcych. Dziś ci, którzy badają to zjawisko, są pewni, że efekty istnieją, ale nie są pewni, w jaki sposób są przekazywane. Ostatecznym rezultatem, jak wierzą, są dostosowania aktywności genów – zjawisko znane jako epigenetyka.

Takie dostosowania zachodzą podczas normalnego rozwoju, gdy tkanki i narządy przyjmują swoje różne tożsamości, co wymaga, aby pewne geny były aktywne lub wyłączone. Zmiany epigenetyczne zachodzą również przez całe nasze życie, z powodu czynników takich jak narażenie na określone chemikalia i aktywności takie jak palenie – a być może także ćwiczenia, stres, tłuste diety i inne. Takie zmiany mogą zachodzić w niezliczonych komórkach ciała, w tym tych, które dają początek plemnikom.

W miarę jak gromadziły się dowody na to, że plemniki w jakiś sposób przekazują informacje środowiskowe dzieciom mężczyzny, naukowcy zaczęli badać mechanizmy epigenetyczne, które mogą być za to odpowiedzialne. Istnieje kilka możliwości: grupy metylowe, które wyciszają aktywność genów, gdy gromadzą się na genach, oraz grupy acetylowe, które przyłączają się do białkowych szpul zwanych histonami, wokół których owija się DNA. Te ostatnie zwykle zwiększają aktywność pobliskich genów.