接招熊逸：后天的经验能否遗传？

王立铭

你好，欢迎来到生命科学50讲，我是王立铭。

我是熊逸书院专栏的读者，一直非常喜欢熊老师的文章。很荣幸，在我的课程上线后，熊逸老师很关注这门课，常常和我对一些内容进行探讨，在知识城邦里不断交流。

有一次，熊逸老师问了我一个困惑了他很久的问题。我觉得这个问题很精彩，也很有代表性。

今天，是一期特别节目，我想把熊逸老师的问题和我的回答分享给你。

熊逸老师的问题是这样的：

熊逸提问

很多人天生怕黑、怕蛇、怕蜘蛛、怕密集的东西，这会不会是后天的记忆写进DNA了呢？

我总感觉，用拉马克的获得性遗传来解释这种现象，会特别显得合理。拉马克就没有一丁点被翻案的可能性吗？

王立铭回答

也许很多人和熊逸老师有一样的困惑。这一讲，我把它拆分成两个小问题，集中回答一下。

第一个问题：行为是经验还是天生？

“许多看起来不假思索的行为反应（比如怕黑、怕蛇）是怎么来的？是真的天生如此，还是从经验和生活学来的？”

一个简单的回答是，这些能让人类产生恐惧的刺激，比如怕黑、怕蛇，往往是天生如此，是遗传决定的。

或者说得更广泛一点，不光恐惧，还有许多关系到动物生存和繁衍基本需求的行为，都是天生的。换句话说，它们的设计蓝图，一定写入了动物的遗传物质当中，可以不学就会地代代相传。

我们用几个例子来说明这个问题：

第一个例子就是躲避天敌。

对于很多在地面生活的哺乳动物来说，捕食者主要出现在两个方向：要么天空（比如老鹰这样的猛禽），要么四周（比如狐狸和蛇这样的肉食动物）。

社会生物学家威尔逊（Ed Wilson）就提到：鸡对这两种来源的威胁会产生不同的行为反应：

• 如果感觉到敌人来自空中，鸡会闷头快跑，寻找能藏身的遮蔽物；
• 如果感觉到敌人来自身边，鸡会迅速四处张望，确定敌人的方位，然后选择逃跑路线。

请注意，这种行为反应完全不需要后天学习。

哪怕是在人工饲养环境里长大的、一辈子没见过老鹰和狐狸的鸡，也会有一模一样的行为反应。

近年来大家还发现，人为模拟的视觉刺激也能实现同样的效果。

比如：在小鼠的头顶上展示一个面积飞快增加的云形阴影，小鼠也会迅速寻找一个隐蔽物藏身，或者干脆吓得一动不动。

第二个例子是吃饭。

你可能知道，很多动物演化出了甜味感觉，每次尝到甜的东西，就可以放开肚皮多吃一些，储备能量。

因为天然出现的糖份，绝大多数确实是富含能量的（比如水果里丰富的蔗糖和果糖），这个天然的行为反应，可以极其可靠地指导动物的进食行为。

当然了，对于人类而言，这种行为反应的可靠性，仅限于人类偶然发明了人工甜味剂之前。

总而言之，躲避天敌、进食、喝水、交配这样关系到生存和繁衍的行为，绝大多数时候是天生的、不学而会的、可以遗传的。

这里面的道理也很好理解：这些行为太重要、太基本了，让动物在出生之后慢慢学习，是一件很危险的事情。

最稳妥的办法，是把这些行为所需要的神经生物学元件画好图纸、存储在遗传物质DNA上，然后在动物生长发育的过程里，在大脑中组装出这样的行为输出模式来。这样，一代代的动物都可以掌握这些生死攸关的本领。

当然了，把所有行为反应的模式都固定下来，写入大脑是不现实，也是没有必要的。

对于那些不常出现的、变化多端的环境刺激，更有效的办法是通过后天的学习和记忆，随时形成新的行为反应模式。

这也是为什么在地球生物中，哪怕是全身仅有300多个神经细胞的简单生物——秀丽隐杆线虫，也具备简单的学习和记忆能力。

关于学习和记忆的生物学，这里我就不多展开了，《生命科学50讲》的第七单元我会仔细讨论。

总结一下：行为反应的模式既有天生的，也有后天学习获得的。对于很多生死攸关的行为反应，比如逃避危险、寻找食物、繁殖后代，往往会通过遗传物质“写入”动物的大脑，一触即发、不学而会。人类怕黑、怕蛇这样的恐惧反应，往往是天生的，不需要学习。

第二个问题：后天的经验会遗传到下一代吗？

“后天的经验能不能通过影响遗传物质，遗传到下一代，拉马克有没有被翻案的可能性？”

对于这个问题，我的回答可能要打破你的认知了：拉马克遗传学虽然长久以来被人们看作是错误的，但是在某些场合、某种程度上，它可能也是有道理的。

我们先来看一下什么是拉马克遗传学。

拉马克这个人在中学生物课本上就出现过，只不过是以反面典型的身份出现的。

拉马克是19世纪初期法国的博物学家，在达尔文提出进化论之前，拉马克就提出了自己的进化理论。

简单来说，他的理论核心有两个：

• 第一，是用进废退。
• 比如：长颈鹿想要吃高处的树叶，就会拼命伸长脖子，脖子就会越来越长；
• 第二，是获得性遗传。
• 比如：通过努力让脖子变长的长颈鹿，在生育后代的时候，子孙后代的脖子也会更长一些。

在拉马克看来，每一代长颈鹿都会努力伸长脖子让脖子变长，而变长的脖子又能够遗传，就这样，长颈鹿的脖子就会在进化历史上越来越长。

必须得说，拉马克遗传学被当成靶子打不算冤枉。但是我想，你还真不一定清楚知道它到底哪里错了。

首先，用进废退这件事显然是存在的。

先不说长颈鹿，在咱们日常生活里，你经常阅读，经常跑步，经常打王者荣耀，相关的能力肯定也会慢慢增长，对吧？用进废退，其实本质上就是学习和记忆的过程。

但是拉马克的第二个假设，获得性遗传，就有问题了。

后天获得的能力，能不能遗传给下一代呢？不能。

请注意，在生物繁衍后代的过程里，父母交给下一代的，仅仅是它的一枚生殖细胞（精子或者卵子）。甚至更极端地说，几乎就仅仅是这枚生殖细胞里蕴含的遗传物质DNA而已。

DNA分子上携带的遗传信息，能够指导后代的生长发育，所有不能影响这一团DNA碱基排列顺序的东西，都没办法实现遗传。

而父母后天的经验和学习，并不能改变精子或者卵子DNA的碱基排列顺序，不能改变DNA编码的遗传信息，因此也就不能遗传下去。

这就是为什么拉马克遗传学不能成立。

在刚才说到的长颈鹿的例子里，一只长颈鹿不管再怎么伸脖子吃高处的树叶，它能做到的，最多也就是让自己的脖子变长变灵活。

但是，这些本事没法影响它卵巢或者精囊里面生殖细胞的DNA碱基序列，因此也就无法遗传给下一代。

而对于长颈鹿的脖子问题，达尔文进化论的解释就更有说服力了。

父母在交配繁殖的过程中，生殖细胞DNA总会因为各种各样的偶然，出现概率非常低的复制错误，所以会生出各种各样的后代来。

这些后代也许有的碰巧因为基因突变，脖子长了一点点，在生存竞争，也就是吃树叶的竞争中，有了一点微弱的优势，就能更好地存活和繁殖。

就这样，脖子长的性状，和它背后的基因突变，就在一代代的复制错误和生存竞争中被选择了下来。

换句话说，长颈鹿脖子那么长，不是长颈鹿自己主观努力让自己和后代的脖子变长的，而是长颈鹿的后代里，阴差阳错总会出现脖子比较长的后代，而这些后代有更强的生存优势。

但是请注意。即便达尔文进化论有着无以伦比的说服力和数不清的实验证据，但是拉马克遗传学并没有彻底被推翻。

这就要说到刚才提到的一个修饰词——“几乎”。

没错，我们刚才提到，在交配和繁殖过程中，父母传递给子女的东西，几乎就是两团DNA分子而已。

但是除了DNA，确实还是有一点点别的东西的。而且这些“别的东西”，确实有可能被父母双方的生活经历影响，又能传递给子孙后代。

这是什么东西呢？

在过去30年人们逐渐发现，能够记录遗传信息、影响生物性状的，除了DNA分子内部的碱基排列顺序之外，还包括一些别的东西。

比如：DNA分子发生的化学变化，包括它是怎么扭曲缠绕的，它上面结合的蛋白质分子、还有DNA碱基分子发生的化学修饰，也都能影响DNA编码遗传信息。

举个例子：DNA的碱基分子，有时候会被安装上一个额外的化学基团，像是戴了一个小帽子。如果DNA上这种小帽子戴得多了，DNA制造蛋白质的能力就会受到影响。

而所有这些信息和DNA碱基序列很不一样，它们确实是可以被后天经历和环境修饰的。

再举一个备受关注的研究做例子：

• 二战末期，在荷兰大饥荒中出生的孩子，甚至是孙子辈，会更容易患上肥胖症。

近年来大家发现，这种现象背后的原因，可能是大饥荒导致男性精子DNA某些特定区域上，碱基的化学修饰发生了变化。

于是，在生儿育女的过程中，精子DNA的这些化学修饰可以被传递下去，从而影响了后代的身体代谢状况。

你看，这就是一个经典的祖辈所处的环境因素，实现了获得性遗传的案例。

不仅如此，甚至连行为本身都有可能利用类似的机制遗传下去。一个非常经典的例子是对田鼠进行的研究。

研究者发现了一个特别有趣的现象：

• 喜欢子女的妈妈养出来的女儿，自己当妈妈以后也是好妈妈，会更经常地给孩子舔毛，喂奶的时候也会小心翼翼不要压到孩子。

相反，粗心的妈妈也是可以代代相传的。更有意思的是，如果是粗心妈妈生出来的孩子，交给好妈妈抚养，它也会从此变成好妈妈。

所以你看，因为这种行为可以代代相传，它自然就是一种遗传现象；但是又因为后天经历可以影响它，这种现象肯定不是DNA序列本身导致的。

后来的研究发现，这种现象的遗传也很可能也是因为对DNA碱基的化学修饰。比如：

• 研究者发现，好妈妈养育的孩子，体内某一段DNA的化学修饰会变得不太一样，导致它们情绪更稳定，也会更愿意照顾自己未来的孩子。

这是一个非常精彩的后天经历，产生了获得性遗传的案例。在这种遗传现象的背后，DNA的碱基序列没有被改变，但是DNA的化学修饰发生了变化。

所以结合上面这两个例子——后天饥荒环境和后天养育经历带来的遗传——拉马克遗传学确实有可能在某些场合、某种程度上是有道理的。

但是必须得说，与其说这是对达尔文进化论的推翻和反动，还不如说是拓展和补充。

因为我们可以看到，在新生物学的语境下，不管是正统的遗传学，也就是繁殖过程里DNA碱基序列的变化；还是新兴的遗传学，也就是DNA化学修饰和三维结构的变化，在本质上都是通过影响遗传物质发挥作用来体现的。

从这个角度讲，当我们说生物的某个特性是天生的时候，其实里面可能蕴含着两层含义：

第一层：来自父母的遗传物质所直接决定的；

第二层：父母的后天经历所间接影响的。

我也很期待，这两层含义最终会在同一个舞台上找到共存，乃至配合无间的方法，而全新的遗传学规律也许将会从那里涌现出来。

王立铭结语

以上就是我对于熊逸老师问题的回复。如果你觉得内容有启发，欢迎分享给你的朋友。也欢迎你了解熊逸老师的专栏。

下一讲，我们将进入智慧生命的下一个元素，学习。

我们下一讲见。