我的记忆不但不止7秒,还能传给下一代呢

有一个浪漫的说法,说鱼的记忆只有7秒,据此诞生了一批言情小说,还有一些感人的桥段和歌曲。小编承认,在少年时期,没少看这些言情剧,并对7秒的记忆,深以为然。

应该从钓鱼开始吧,产生了怀疑。有不少国外的实验试图证明,鱼的记忆只有7秒是个伪命题。不需要,花钱花时间的,对鱼研究最透彻的群体,必然是我们钓鱼人。让我们一起看看作为一个钓鱼发烧友,如何推翻鱼之有7秒的记忆这个超级大“bug”

推翻理由一、鱼塘钓鱼。有没有发现,鱼塘总有几个池子,练杆啊,正钓啊,当然一定有一个池子钓鱼比较便宜,放的都是回鱼。那么问题来了,为什么回鱼的池子便宜,因为鱼口滑。为什么鱼口滑,因为他们被钓起过,说白了,受过伤害,有过经验。鱼塘老板何许人也?那是一群天天算计鱼要赚鱼钱的一群主儿,如果鱼的记忆真的只有7秒,他们不是要哭的“妈妈都认不得喽”。

推翻理由二、野钓打窝。如果鱼的记忆只有7秒,那么应该1~2~3~4~5~6~7~这个过程,就记不得自己喜欢吃啥了,用什么饵料打窝根本不重要。但实际情况是,我们口口相传或亲身实践,掌握了鱼的喜好和习性,根据掌握的情况做钓,哎~鱼上钩了。

推翻理由三、专门养锦鲤和红鲤的湖,密度非常大,只要有人走到岸边,密密麻麻一层鱼,你争我夺的往你的方向赶来。为什么?因为他们记得,只要有人到岸边,就会投食,他们就有好吃哒享用。

推翻伪命题的理由不要太多呦!再有人散播这种谣言,请义正词严作为一个钓鱼人怼回去,反驳他。除了专家,没人比我们懂鱼,我们是民间鱼类专家。反对谣言,从我做起。

鱼:胡说!假的!

图片[2]-我的记忆不但不止7秒,还能传给下一代呢-李峰博客

早在1965年,来自美国的科学家们就对金鱼的记忆进行了研究。研究人员首先从鱼缸的一端发射出一道亮光,紧接着在这一端对金鱼进行电击刺激。

如此反复训练多次,很快,金鱼就记住了“光—电击”这个刺激循环。当再次有光射出时,金鱼就会迅速逃离到鱼缸的另一边。研究人员发现金鱼可以在长达1个月里记住“光—躲避”的行为模式。

除了金鱼,研究人员还通过“光-食物”的刺激方式在模式生物斑马鱼上发现类似的结果。不仅如此,后续还有科学家观察到饲养的鱼类对进食刺激能够保持长达几年的记忆。

其实,在生活中,如果仔细观察景点水塘中的观赏鱼,一旦有人接近,它们就会迅速游过来,吐泡泡,试图获取食物,这也是食物刺激下的记忆。

鱼:我的记忆不但不止7秒,还能传给下一代呢

图片[4]-我的记忆不但不止7秒,还能传给下一代呢-李峰博客据说这是咸鱼界最新的求偶方式

近日来自新西兰Otago大学的科学家在《自然—通讯》上发表了一项研究成果,他们通过对斑马鱼研究发现,斑马鱼的表观遗传记忆,能够通过保存DNA甲基化的方式连续遗传给后代,简而言之,鱼的记忆能够遗传给下一代,甚至下几代。

此前研究表明,除了“基因”遗传因素会调控我们的记忆,表观遗传学也和学习记忆密切相关。表观遗传学指的是在不改变的遗传物质DNA的条件下,发生可遗传的化学修饰,这主要包括DNA甲基化修饰,组蛋白修饰等,如果这些修饰发生在配子中,就会遗传给后代。

后代获得的表观遗传学修饰(包括DNA甲基化修饰,组蛋白修饰等),往往会够对亲本(或者是几代以前的祖先)经历的事件(刺激)做出反应,这也被称作为表观遗传学记忆。

具体来说,后代能够对亲本发生的,自身并未经历的事件,出现记忆并做出“跨代”反应。比如2016年,来自特拉维夫大学的科学家们就发现经历饥饿的线虫,会将经受饥饿的“记忆”,通过smallRNA传递的方式遗传给后代。研究人员发现后代的线虫,尽管并未经受“饥饿”,却能够提前对饥饿做好准备。这类记忆,大多是亲代对环境条件,特别是不利环境因素的表观遗传学修饰,有助于帮助后代更好的存活下来。

那么,记忆遗传给后代,斑马鱼是怎么做到的?

作为表观遗传修饰的最主要方式之一,DNA甲基化是指在不改变DNA序列前提下,通过一种特定的酶(DNA甲基转移酶)的修饰,在DNA的核苷酸(如胞嘧啶的5位碳原子)上共价结合一个甲基基团,从而改变DNA的构象,抑制DNA双螺旋结构中的大沟和蛋白质的相互结合。因为其在调控基因表达等方面起到的重要作用,DNA甲基化修饰也被称为DNA天书的“注脚”。

此前的研究中,科学家们发现在哺乳动物(包括人类中),这类DNA甲基化修饰并不会稳定的遗传给下一代,而是在受精后,会出现大规模的“甲基化擦除现象”。

图片[6]-我的记忆不但不止7秒,还能传给下一代呢-李峰博客
(图片来源:veer图库)

和精子和卵细胞的甲基化水平相比,胚胎中DNA的甲基化水平会大大下降,出现了全基因组范围内的大规模DNA甲基化擦除。而在子代后续的发育过程中,随着环境条件的变化,DNA甲基化水平再次升高,出现“(亲本)DNA甲基化擦除 ——(子代)DNA甲基化重建”的过程。

而最近在这项针对斑马鱼的研究中,研究人员通过低覆盖率全基因组亚硫酸盐测序的方法对斑马鱼种系发育过程中的DNA甲基化水平进行了分析,结果发现,种系发育的过程中,斑马鱼并不会像哺乳动物一样,经历全基因组的DNA甲基化的删除。斑马鱼的DNA甲基化事件能够遗传给下一代,甚至后面的几代。

也就是说,在鱼类(至少是斑马鱼)中,似乎可以通过传递DNA甲基化来把记忆传递给后代,这可能能够帮助斑马鱼更好的适应环境的变化。

所以,以后可别再说鱼的记忆只有7秒了~

参考文献:

1. Oscar Ortega-Recalde, Robert C. Day, Neil J. Gemmell, Timothy A. Hore. Zebrafish preserve global germline DNA methylation while sex-linked rDNA is amplified and demethylated during feminisation. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-10894-7

2. Guo, H., Zhu, P., Yan, L., Li, R., Hu, B., Lian, Y., ... & Jin, X. (2014). The DNA methylation landscape of human early embryos. Nature, 511(7511), 606.

3. Houri-Ze’evi, L., Korem, Y., Sheftel, H., Faigenbloom, L., Toker, I. A., Dagan, Y., ... & Rechavi, O. (2016). A tunable mechanism determines the duration of the transgenerational small RNA inheritance in C. elegans. Cell, 165(1), 88-99.

作者:王冠琳

出品:科普中国

监制:中国科学院计算机网络信息中心

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