科學小品：大彈塗魚爸爸的本領哪裡來？

張沖 文 張裕元 圖

海邊灘涂上能爬會跳的大彈塗魚是打洞穴居的。在繁殖季節，只有雄性大彈塗魚才會在自己的洞穴里建造一個像「路燈」似的育兒室，讓雌性大彈塗魚在裡面產卵生孩子。

大彈塗魚卵必須不時地暴露在空氣之中，直接呼吸空氣中的氧氣，否則就會死亡。於是，雄性大彈塗魚在魚卵孵化的時候，會不停地做著一件事：它一會兒把頭伸出洞外，猛吸一口氣，接著就扭頭游進自己的育兒室，把嘴裡的空氣吐出來。由於育兒室的「屋頂」是個封閉的拱形，空氣鑽到「屋頂」跑不掉，就形成一個「氣泡」。大彈塗魚這樣一次又一次地把洞外的空氣運到育兒室里，氣泡會越來越大，育兒室就成了一個充滿氧氣的「氣泡室」。那些掛在洞壁上的魚卵呼吸到空氣中的氧氣，不斷新陳代謝，慢慢地發育成形。「氣泡室」的氧氣被消耗掉後，雄性大彈塗魚又會把「氣泡室」的空氣吸到嘴裡運出洞外。在魚卵孵化的一周時間裡，雄性大彈塗魚就像「潛水艇」似地來來回回上百次，為育兒室更換新鮮空氣。當小魚快要孵化的時候，大彈塗魚才會將育兒室里的空氣全部吸光，讓魚卵浸沒在海水之中。小魚兒一出世就會在水中自由自在地游弋。

這一有趣的過程，對於人類來說，其中的科學道理並不難理解：大彈塗魚的皮膚能夠直接吸收空氣中的氧氣；一升水約含有10立方厘米的氧氣，而一升空氣的含氧量高達210立方厘米；空氣會集聚在密閉的容器里；空氣的比重比水輕，總是往水面上跑……。但對於大彈塗魚來說，它們不可能接受到科學的教育。它們雖然群居在一片泥灘上，卻過著各自獨居的生活。只有在繁殖季節，雄性大彈塗魚才會吸引一隻雌性大彈塗魚「結婚」交配，生兒育女。那麼，雄性大彈塗魚運輸空氣的本領是從哪兒來的呢？

無非有三種可能：一是親魚的傳授；二是自身的體驗；三是祖輩的遺傳。

大彈塗魚幼魚孵出後，就像嬰兒似的，雄性大彈塗魚不可能向它傳授經驗；雄性幼魚長大後，只有到了成魚階段才會挖掘育兒室，「談婚論嫁」，與雌魚交配孵卵，此前根本沒有體驗的機會。

於是，人們想起了科學家們曾經做過的實驗。

學過物理的人都知道，由於水面對光的折射作用，射水魚要瞄準岸上的獵物噴水，必須有一個修正角度才行。如果魚與目標的距離和角度不同，這種修正值還要隨時調整，水中的魚才能擊落水面上的獵物。那麼射水魚的這種本領是怎樣掌握的呢？

50多年前，日本生物科學家國木慎之對此進行了研究。他將一些剛出生的小射水魚轉移到另外沒有水上目標的池中餵養。等到小魚長到一定程度後，國木在水面上懸放魚餌。結果，這些小射水魚紛紛從水中射出「水彈」，個個命中空中的目標。於是，國木認為這些射水魚的射水能力是一種「遺傳本能」。

就在同一時期，美國密執安大學的心理學教授麥康內爾也做了一個「渦蟲實驗」。他通過電擊的方法，使本來具有趨光性的渦蟲產生了避光反應。然後，他們將受過訓練的渦蟲磨碎，去喂那些飢餓的渦蟲。麥康內爾說：「結果真令我們高興，那些吃了同類碎片的渦蟲，對光的反應與受過訓練的渦蟲一樣。」由此，麥康內爾認為，腦細胞中可能有無數的記憶分子。這種記憶分子是可以通過某種方式「傳」給他人的。

無論是「記憶遺傳」，還是「記憶傳輸」，都說明記憶是可以通過一定的渠道由一個生命體傳導給另一個生命體的。

經過幾十年的研究探索， 2013年12月1日，法新社報道了美國埃默里大學醫學院的布賴恩·迪亞斯的研究成果。在研究中，迪亞斯訓練老鼠害怕一種類似於櫻桃花的味道。之後，他將受訓老鼠的子代老鼠接觸劑量微弱的櫻桃花氣味。結果，與未受訓練的老鼠的後代相比，它們對櫻桃花味道的反應大約強了200%。科學家們又研究了管理鼻內氣味受體的運作、尤其對櫻桃花味道作出反應的M71基因，發現這些受過訓練的老鼠及其子代老鼠的腦部都發生了物理性變化——腦部嗅球中的嗅小體增大。迪亞斯認為，這是因為鼻中M71神經元增多，(通往腦部的)軸突也增多的緣故。結論是：受訓練後害怕某種特殊氣味的實驗鼠，能夠通過精子中的一種機制將這種神經衝動傳給它們未出生的子孫。

當然，雄性大彈塗魚運輸空氣的本領遠比射水魚的射水、渦蟲的避光反應和老鼠的嗅覺變化要複雜得多。如果我們能夠找到這種遺傳的物質，一定會為知識、智慧的「移植」尋找到有效的途徑。到那時，我們就可以把帶有人類已有知識的某種記憶物質「複製」到另一個人的身上，讓他們站在「巨人的肩上」去加快科學的進步和社會的發展，那該多有意義啊！

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