鱼的记忆说说
据说鱼的记忆只有七秒,短暂的记忆也许并不是坏事,至少我们不会衰老,不会有那么多的忧伤郁积在心底,成为难以磨灭的伤痕。昨天,在街的拐角,邂逅她,已经成为人妇。从我面前走过,幽雅的姿态,华贵的衣着,依然美丽如昨天。只是她已不再记得我了。或许拥有七秒的记忆不只是鱼这一个物种吧。 而我是一个另类,永远的记忆折磨我脆弱不堪,衰老如斯。 我想,鱼的记忆也许不只是七秒那么短暂吧?毕竟我不是鱼,所以我不知道,就象歌中所唱:你不是我,怎知我痛。于是我幻化成鱼,我发现我的记忆真的已经不再存在,我以为我能快乐,没心没肺的游泳,如白痴一般的逍遥,记忆如同一张白纸,空空荡荡一如我失落的心情,沉重的压迫着我的神经。 于是我开始寻找我的记忆,我终于知道,鱼儿在水中游来游去的忙碌,是在寻找七秒钟以前拥有。为此,我泪流满面。鱼儿会流泪吗?想来是应该会的吧。要不海水怎么会是咸的呢?听说泪就是咸的,我尝了一下我的眼中流下的,叫泪水的液体,咸咸的还有点涩,就象是海水的味道。 我是一条躲在深海中哭泣的鱼,深海里没有一丝光亮,就象是黑夜,我可以痛快淋漓的尽情哭泣。听老人说,海水本来是没有味道的,只是鱼的眼泪多了,才使他有了味道,我想,这大概是真的吧。美人鱼不能在记忆里抹去王子的印象,于是在日出的时候,纵身化成漂浮的泡沫,在黎明的曙光里,泡沫晶莹,泛着七彩的光亮,或许泡沫中有人鱼的美好抑或忧伤的记忆吧。 海妖们吞食了人鱼的记忆,用人鱼美妙的歌声,吟唱人鱼的故事来诱惑水手,沉入海底。人类最终还是死在记忆的手里。
悠悠:“我只听说过豹的速度熊的力量,鱼的记忆是什么?”
悠悠:“我只知道豹的速度和熊的力量,鱼的记忆是什么?”
鱼:胡说!假的!
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