来源页 · 完整讲稿 · 第9讲
代际：除了基因，还有生活传给下一代
你好，我是仇子龙，欢迎来到我的《基因科学课》。
在前三讲，我们知道了，基因决定了我们的性格、亲密关系和学习能力。
严格地说，我们的基因是祖祖辈辈传下来的，经过了至少上千年的传递、混合和突变，才变成今天这个样子。所以，我们的基因里储存的信息很古老，基因演化的过程也经常需要成千上万年。
这就有个问题：如果我们的生活遇到了什么灾难，或者什么开心的事情，有没有办法马上让下一代知道呢？
当然有，我们的语言和文字，可以将上一代的生活阅历和经验马上传给下一代。但是文字和书写系统的诞生才一千多年，语言的传递历史久一些，但是容易出错，以讹传讹。
你可能想象不到，除了人类的语言和文字以外，基因居然也能把上一代的生活阅历遗传给下一代。而且这种传递，并不是人类特有的，是经过了千百万年的动物演化过程，遗留在人的基因里的。
这件事的发现，源于二战时候的一个奇怪的现象。
第二次世界大战的最后一年，冬天非常寒冷，荷兰人民发动了反抗纳粹德国的起义，但失败了。纳粹报复性地切断了荷兰的粮食供应，导致那个冬天，荷兰有数万人死于饥荒。
几十年后，人们在荷兰的流行病学调查中惊奇地发现，出生于1945年的那一批人非常容易患上高血脂、肥胖、糖尿病等等代谢疾病。
这件事困扰了科学家几十年。为什么饥荒年代诞生的孩子那么容易产生代谢疾病？代谢疾病不应该跟本人的生活习惯有关吗？比如，生活不健康，多吃少动，最后引发心血管疾病和糖尿病等等。
为什么这些孩子比他们的弟弟妹妹，更容易得这种病呢？科学家分析了这些数据，百思不得其解。如果真要说有什么差别，就是他们的母亲在怀孕的时候，经历这个既寒冷又饥饿的冬天了。
这一讲，我们就来看看这背后到底发生了什么。
1. 母亲给孩子的应急锦囊
科学家对比了同一个家庭里在饥荒冬天怀孕生下的孩子和度过饥荒后生下的孩子，看看他们的基因有哪些不同。
科学家发现，饥荒中的母亲体内会产生一些信号，对胎儿体内与能量代谢有关的基因做了一些特殊的标记。基因被标记的下一代，一出生就会主动地获取更多的食物，尽量储存更多的脂肪。（参考文献1）
这些标记叫“DNA的甲基化修饰”。基因被甲基化修饰以后，就不能被打开了，无法产生蛋白质。
虽然甲基化修饰能把基因关上，但是这种标记并没有改变基因本身，所以生物学里称它为“表观遗传学修饰”，意思是遗传学之外的修饰。
这个表观遗传学修饰的系统，就是储存在母亲基因组里的应急预案。
母亲其实想对孩子说：“你马上就要出生，但是外面现在闹饥荒，你有口吃的就赶紧吃点，吃了这顿不知道下顿在哪儿。做母亲的除了基因也没什么给你的，基因本身我也改不了，这样吧，我帮你先把一些浪费能量的基因关掉，希望能帮你渡过难关。”
在远古的无数个饥荒年代，多少后代就靠着这个应急锦囊活了下来。
可是现实是，二战结束后的荷兰就没有饥荒了。所以这些带着饥荒应急预案的孩子们，按着设定好的程序开始不由自主地大吃大喝，容易肥胖，而且体内的代谢还倾向于储存脂肪，结果就更容易患上随之而来的心血管疾病和糖尿病。
这就解释了为什么饥荒年代出生的孩子代谢疾病发病率高。
听到这儿，估计很多父亲会有点不服。难道传递生活经验的只有母亲吗？
2.父亲遗传给孩子的“执着”
长期以来，很多人都以为，父亲对于孩子的贡献不大，只是一个小小的精子，精子里除了父亲的DNA以外空无一物。精子与卵子融合以后，作为一个成熟的细胞，里面用的大部分能量和细胞器都是卵子从娘家带来的。精子好像只是一个上门女婿。
最新的研究结果发现，父亲的这一个小小精子，其实并不简单。
2017年，中国科学家发现，如果雄性大鼠被毒品可卡因诱导成瘾，这种成瘾大鼠的儿子，甚至孙子，都会表现出对毒品更强的渴望，更容易产生可卡因成瘾。（参考文献2）
研究者发现，这个现象的原因和荷兰饥饿母亲一样，也是成瘾大鼠后代的基因被异常甲基化了，只不过，这次被表观遗传学修饰的是父亲精子里的基因。看来，父亲也可以把生活经验传给孩子。
这里就有个好玩的问题。为什么瘾君子父亲会把这种容易成瘾的特质遗传给孩子呢？吸毒可不是件好事啊。
要回答这个问题，你得知道，毒品为什么能成瘾。这又要谈起老朋友多巴胺了。
多巴胺系统
如果我们做一件事很享受，比如听音乐或者从事极限运动，大脑中会分泌多巴胺来让大脑产生愉悦的感觉，于是我们就越来越沉浸其中。这个大脑机制就叫奖赏系统，就是做乐在其中的事情带给大脑的奖励。
而毒品，则直接劫持了正常的大脑奖赏系统，不用从事任何感兴趣的活动，吃一点点毒品，就直接导致大脑迅速分泌大量多巴胺，结果瘾君子就嗨了。
后果更严重，大脑成瘾以后，只有不停地吸毒才能维持这种愉悦的感觉，不吸毒的时候了无生趣，而且需要维持这种愉悦感觉的毒品剂量会越来越大，导致瘾君子最后往往因吸毒过量而死。
在大鼠生存的自然界里，是没有可卡因这种毒品的。科学家对这些大鼠的毒品成瘾实验，直接激活了大鼠脑中的多巴胺系统，给它们的大脑奖赏系统做了一个极端测试。我们可以这么联想，如果大鼠有个癖好，喜欢得不行不行的，甚至有点瘾头，这种爱好也是会刺激它们大脑的多巴胺奖赏系统的。
这个研究是否说明，雄性大鼠对这个爱好的执着喜爱会通过精子里的基因甲基化修饰传给后代，让它的孩子也有可能更容易形成这个爱好呢？
让我不太科学地再推论一下。比如说，有位父亲对音乐迷之执着，以至于不让他弹琴就好像戒断毒瘾一样地难受。对音乐如此执着喜爱的父亲，有没有可能将这种对音乐的执着也传给孩子呢？我并不知道。只能说，如果按照这个成瘾隔代遗传的实验原理推论一下，完全有可能。
如果你感兴趣可以去调查一下，大音乐家的父亲有多少是对音乐痴迷的人，也许结论会让你大吃一惊。不过这些大音乐家可能不服气，我明明是凭自己的汗水和努力成功的，怎么可能是父亲给我的甲基化基因？
在科学上，为什么父亲要将这种喜好传给孩子，让孩子也更容易执着于这个爱好呢？这种特质难道在进化上让动物有特别的优势吗？坦白地说，科学家也还没有让人信服的答案。
3.用进废退理论对吗？
说到这儿，你可能会疑惑，这不是赞同了拉马克的用进废退理论吗？
用进废退理论认为，上一代获得的优势可以通过基因，传给下一代。比如说，长颈鹿的脖子为什么那么长？是因为它们拼命伸着脖子吃大树上的树叶，然后下一代的脖子就越来越长。还比如，把农作物往寒冷的地区移植，这些农作物就能获得在寒冷地区生活的能力。
这些听上去颇有道理的解释，其实是十足的伪科学。科学家做了严格的科学实验，证明这个观点是完全错误的。把农作物往寒冷的地方移植，不用几代就全部死光，植物不可能在两三代的时间内就学会抵抗严寒。
既然这个理论不对，但是刚刚我们说上一代的生活经历可以传给下一代，这不就是用进废退吗？
我要强调一下，这跟用进废退理论可不是一回事。它们的本质区别是，孩子基因上的甲基化标记是暂时的，而用进废退里的遗传对基因的改变是永久的。
用进废退理论认为，短暂的生活经历能立马改变DNA，而在饥饿母亲的例子中，饥荒经历并没有改变下一代的基因，而是激活了母亲基因里的古老程序，对基因进行了甲基化标记。被一代代遗传下来，是这个古老的应急程序而已。
下一代如果饮食充足，表观遗传学修饰就会停止作用，这种大吃大喝积累能量的特点不会再被遗传下去。执着父亲的孩子如果在生活中没碰到这种喜好，这个瘾头就不会继续，下一代的精子就没有甲基化标记了。
所以，真正被忠实地传递给下一代的，不是基因上暂时的化学标记，而是这种根据不同环境，在后代基因上做化学标记的本领。
这个表观遗传学修饰过程，需要一系列的DNA甲基化酶，它们是由一系列基因编码的。这些基因不是上一代刚刚获得的优势，而是经过了漫长的自然选择被留下的。
从达尔文自然选择理论很容易理解这个现象。在漫长的演化过程中，基因的变异是没有方向的，有些生物具备了在灾荒年代对下一代的基因做标记的本领，这些生物的下一代就能学会在困难的环境下尽可能地保存能量生存下来，而没有这个本领的生物很可能就在漫长的演化中灭绝了。
所以，我们在今天看到的这些奇怪的现象，都可以用物竞天择的达尔文进化理论来解释。
总结
这一讲，我们讲了上一代的生活经验可以通过给基因加上甲基化标记的方法，传给下一代，主要有三个要点。
- 母亲可以通过DNA的甲基化修饰来影响下一代的能量代谢。
- 父亲的精子里，基因的甲基化修饰能将父亲的执着爱好传给孩子。
- 这些表观遗传学修饰并没有改变下一代的基因，如果环境变化，则不会继续遗传，产生这种修饰的方法是基因编码的。
思考题
2016年，中国科学家还发现了一个生活经验遗传的现象。如果父亲肥胖，他们的孩子也容易得各种代谢疾病，比如糖尿病。科学家们发现是精子里的RNA作为管理者基因发挥了作用。你觉得，进化上为什么要保留这个程序呢？（参考文献3）
欢迎你在留言区，和我互动。
在下一讲里，我们将讨论一个重要的问题。我们反复地讲，基因是生命舞台上的绝对主角。那么，这是不是宿命论呢？基因能不能决定我们的命运呢？我们下一讲见。