文澤波
“你是魚嗎?記性那么差,7秒之后就全部記得了?”
這樣的類比我們在生活中常常聽見,“魚的記憶只有7秒”像是一個不爭的事實一樣存在于我們的日常生活中,很少有人去懷疑。
8月,新西蘭Otago大學的科學家一項發表在《自然-通訊》上的研究成果顯示,斑馬魚的表觀遺傳記憶,能夠通過保存DNA甲基化的方式連續遺傳給后代。也就是說,這種魚它們很可能記得發生在他們祖先身上的事情。這與我們日常習慣的“7秒記憶”完全相悖。
2016年,來自特拉維夫大學的科學家們就發現經歷饑餓的線蟲,會將經受饑餓的“記憶”,通過smallRNA傳遞的方式遺傳給后代。研究人員發現后代的線蟲,盡管并未經受“饑餓”,卻能夠提前對饑餓做好準備。這類記憶,大多是親代對環境條件,特別是不利環境因素的表觀遺傳學修飾,有助于幫助后代更好的存活下來。
這樣的遺傳方式,被稱為“表觀遺傳學”。這類記憶,大多是親代對環境條件,特別是不利環境因素的表觀遺傳學修飾,有助于幫助后代更好的存活下來。,其他的例子比如:小鼠的毛色部分受到與DNA結合的小分子的控制,這種狀態由后代遺傳。在人類中,第二次世界大戰后的饑餓似乎通過一種在營養不良的母親的兒童甚至孫子中遺傳的機制引發肥胖。后代能夠對親本發生的,自身并未經歷的事件,出現記憶并做出“跨代”反應。
DNA甲基化是表觀遺傳修飾的最主要表達方式之一,具體是這樣一個過程:在不改變DNA序列前提下,通過一種特定的酶使得DNA上的的核苷酸上共價結合一個甲基基團(有機化學分子團),從而改變DNA的構象,這一過程的作用是抑制DNA雙螺旋結構中的大溝和蛋白質的相互結合,從而抑制其在調控基因表達等方面的作用。
這一類的DNA在受精后會被“擦除”,并不會遺傳給后代,并且子代后續的發育過程中,隨著環境條件的變化,DNA甲基化水平再次升高。然而,新西蘭Otaga大學在這項針對斑馬魚的研究中,他們通過低覆蓋率全基因組亞硫酸鹽測序的方法對斑馬魚種系發育過程中的DNA甲基化水平進行了分析,結果發現種系發育的過程中,斑馬魚并不會像哺乳動物一樣,、經歷全基因組的DNA甲基化的刪除。斑馬魚的DNA甲基化事件能夠遺傳給下一代,甚至后面的幾代。也就是說,在魚類(至少是斑馬魚)中,似乎可以通過傳遞DNA甲基化來把記憶傳遞給后代,這可能能夠幫助斑馬魚更好地適應環境的變化。
就像認為魚的記憶只有7秒一樣,很多人還認為魚不會感覺到痛,因為處在痛苦中的魚不會做出反應,也不會表現出正常的反捕食行為。然而早在2002年,利物浦大學(Liverpool University)生物獸醫科學系主任林恩·斯奈登就在魚身上發現了和人類身上感受疼痛刺激相同的神經。
斯奈登說:“實驗表明,對我們造成痛苦的刺激也會影響魚。處在痛苦中的魚不會做出反應,也不會表現出正常的反捕食行為。”然而,當斯奈登的團隊在魚身上使用阿司匹林、利多卡因和嗎啡等藥物時,疼痛引起的癥狀就消失了。“如果魚不感到疼痛,那么止痛藥就不會起作用,”哺乳動物和魚類有許多相同的神經遞質,其中包括多巴胺和血清素。在人類身體中,這些神經遞質與疼痛、饑餓、口渴和恐懼有關。魚的解剖學、神經化學和行為現象都表明,魚能夠體會到包括幸福、疼痛以及恐懼在內的多種感覺。這些重重跡象也表示著,魚的記憶不止7秒那么簡單,它們甚至有可能還留有從祖先那里“得來”的“史前記憶”。(編輯/侯幫虎)