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出品：科普中國

制作：王冠琳

監制：中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò )信息中心

生活中常常會(huì )聽(tīng)到小伙伴自嘲是一條魚(yú)，只有7秒的記憶，來(lái)感慨“忘性大”這件事。

不過(guò)，魚(yú)類(lèi)的記憶真的只有7秒嗎？魚(yú)寶寶們表示：這個(gè)鍋，我們不背！

圖片來(lái)源：作者拍攝

魚(yú)的記憶其實(shí)很長(cháng)

除了我們國家有魚(yú)類(lèi)記憶只有7秒的說(shuō)法，國外也有‘3 second memory fish’的說(shuō)法。那么魚(yú)類(lèi)的記憶，究竟有多久呢？

早在1965年，來(lái)自美國的科學(xué)家們就對金魚(yú)的記憶進(jìn)行了研究。研究人員首先從魚(yú)缸的一端發(fā)射出一道亮光，緊接著(zhù)在這一端對金魚(yú)進(jìn)行電擊刺激。

如此反復訓練多次，很快，金魚(yú)就記住了“光—電擊”這個(gè)刺激循環(huán)。當再次有光射出時(shí)，金魚(yú)就會(huì )迅速逃離到魚(yú)缸的另一邊。研究人員發(fā)現金魚(yú)可以在長(cháng)達1個(gè)月里記住“光—躲避”的行為模式。

除了金魚(yú)，研究人員還通過(guò)“光-食物”的刺激方式在模式生物斑馬魚(yú)上發(fā)現類(lèi)似的結果。不僅如此，后續還有科學(xué)家觀(guān)察到飼養的魚(yú)類(lèi)對進(jìn)食刺激能夠保持長(cháng)達幾年的記憶。

其實(shí)，在生活中，如果仔細觀(guān)察景點(diǎn)水塘中的觀(guān)賞魚(yú)，一旦有人接近，它們就會(huì )迅速游過(guò)來(lái)，吐泡泡，試圖獲取食物，這也食物刺激下的記憶。

魚(yú)的記憶不僅長(cháng)，還能遺傳給下一代

一項發(fā)表在《自然—通訊》上的研究成果更是顛覆了人們的認識。來(lái)自新西蘭Otago大學(xué)的科學(xué)家通過(guò)對斑馬魚(yú)研究發(fā)現，斑馬魚(yú)的表觀(guān)遺傳記憶，能夠通過(guò)保存DNA甲基化的方式連續遺傳給后代。

簡(jiǎn)而言之，魚(yú)的記憶能夠遺傳給下一代，甚至下幾代。

圖片來(lái)源：作者拍攝

此前研究表明，除了“基因”遺傳因素會(huì )調控我們的記憶,表觀(guān)遺傳學(xué)也和學(xué)習記憶密切相關(guān)。

表觀(guān)遺傳學(xué)指的是在不改變的遺傳物質(zhì)DNA的條件下，發(fā)生可遺傳的化學(xué)修飾，這主要包括DNA甲基化修飾，組蛋白修飾等。如果這些修飾發(fā)生在配子中，就會(huì )遺傳給后代。

后代獲得的表觀(guān)遺傳學(xué)修飾（包括DNA甲基化修飾，組蛋白修飾等），往往會(huì )夠對親本（或者是幾代以前的祖先）經(jīng)歷的事件（刺激）做出反應，這也被稱(chēng)作為表觀(guān)遺傳學(xué)記憶。

具體來(lái)說(shuō)，后代能夠對親本發(fā)生的，自身并未經(jīng)歷的事件，出現記憶并做出“跨代”反應。

比如2016年，來(lái)自特拉維夫大學(xué)的科學(xué)家們就發(fā)現經(jīng)歷饑餓的線(xiàn)蟲(chóng)，會(huì )將經(jīng)受饑餓的“記憶”，通過(guò)smallRNA傳遞的方式遺傳給后代。研究人員發(fā)現后代的線(xiàn)蟲(chóng)，盡管并未經(jīng)受“饑餓”，卻能夠提前對饑餓做好準備。

這類(lèi)記憶，大多是親代對環(huán)境條件，特別是不利環(huán)境因素的表觀(guān)遺傳學(xué)修飾，有助于幫助后代更好的存活下來(lái)。

記憶遺傳給后代，斑馬魚(yú)是怎么做到的？

作為表觀(guān)遺傳修飾的最主要方式之一，DNA甲基化是指在不改變DNA序列前提下，通過(guò)一種特定的酶（DNA甲基轉移酶）的修飾，在DNA的核苷酸（如胞嘧啶的5位碳原子）上共價(jià)結合一個(gè)甲基基團，從而改變DNA的構象，抑制DNA雙螺旋結構中的大溝和蛋白質(zhì)的相互結合。

因為其在調控基因表達等方面起到的重要作用，DNA甲基化修飾也被稱(chēng)為DNA天書(shū)的“注腳”。

此前的研究中，科學(xué)家們發(fā)現在哺乳動(dòng)物（包括人類(lèi)中），這類(lèi)DNA甲基化修飾并不會(huì )穩定的遺傳給下一代，而是在受精后，會(huì )出現大規模的“甲基化擦除現象”。

圖片來(lái)源Veer圖庫

和精子和卵細胞的甲基化水平相比，胚胎中DNA的甲基化水平會(huì )大大下降，出現了全基因組范圍內的大規模DNA甲基化擦除。而在子代后續的發(fā)育過(guò)程中，隨著(zhù)環(huán)境條件的變化，DNA甲基化水平再次升高，出現“（親本）DNA甲基化擦除——（子代）DNA甲基化重建”的過(guò)程。

而一項針對斑馬魚(yú)的研究中，研究人員通過(guò)低覆蓋率全基因組亞硫酸鹽測序的方法對斑馬魚(yú)種系發(fā)育過(guò)程中的DNA甲基化水平進(jìn)行了分析，結果發(fā)現，種系發(fā)育的過(guò)程中，斑馬魚(yú)并不會(huì )像哺乳動(dòng)物一樣，經(jīng)歷全基因組的DNA甲基化的刪除。斑馬魚(yú)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(shuō)，在魚(yú)類(lèi)（至少是斑馬魚(yú)）中，似乎可以通過(guò)傳遞DNA甲基化來(lái)把記憶傳遞給后代，這可能能夠幫助斑馬魚(yú)更好的適應環(huán)境的變化。

所以，以后可別再說(shuō)魚(yú)的記憶只有7秒了，你看到的魚(yú)，可能還殘留著(zhù)史前的記憶呢！

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