在經(jīng)典遺傳學(xué)中,“基因型”(個(gè)體攜帶并可傳遞給后代的一組基因)和“表型”(生物體短暫擁有的環(huán)境和經(jīng)驗(yàn)印記,但這些特征無法傳遞給后代)之間有著根本區(qū)別,。
新浪科技訊北京時(shí)間5月4日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,,多年來,,基因能編碼生物體所有可遺傳特征的觀點(diǎn)一直是遺傳學(xué)和演化生物學(xué)的基本準(zhǔn)則之一,但這一假設(shè)總是與混亂的實(shí)證研究結(jié)果不協(xié)調(diào)地共存著。近年來,,隨著一些重量級(jí)新發(fā)現(xiàn)的出現(xiàn),,這種不協(xié)調(diào)變得越來越明顯。
在經(jīng)典遺傳學(xué)中,,“基因型”(個(gè)體攜帶并可傳遞給后代的一組基因)和“表型”(生物體短暫擁有的環(huán)境和經(jīng)驗(yàn)印記,,但這些特征無法傳遞給后代)之間有著根本區(qū)別。只有那些由基因決定的特征才被認(rèn)為是可遺傳給后代的——因?yàn)檫z傳只能夠通過基因的傳遞實(shí)現(xiàn),。然而,,與“基因型/表型”二分法矛盾的是,一些基因上完全一致的動(dòng)物和植物顯示出了可遺傳的差異,,并且能對(duì)自然選擇做出反應(yīng),。
與經(jīng)典遺傳學(xué)相反的是,目前在某些復(fù)雜性狀和疾病中,,無法用基因來解釋親屬之間的相似性,,這一問題被稱為“遺傳性缺失”。然而,,盡管個(gè)體的基因型似乎不能解釋其部分特征,,但有研究發(fā)現(xiàn),親本的基因在沒有遺傳給后代的情況下,,也能影響后代的性狀,。此外,對(duì)植物,、昆蟲,、嚙齒動(dòng)物和其他生物的研究表明,個(gè)體在一生中所處的環(huán)境和經(jīng)歷——飲食,、溫度,、寄生蟲、社會(huì)聯(lián)系等——都能影響其后代的特征,,對(duì)人類自身的研究也表明我們?cè)谶@方面也非特例,。這些發(fā)現(xiàn)中,有一些明顯符合“獲得性遺傳”的定義——根據(jù)谷歌時(shí)代之前一個(gè)著名的比喻,,這種現(xiàn)象就跟從北京發(fā)出的中文電報(bào)在到達(dá)倫敦時(shí)已經(jīng)翻譯為英文一樣不可思議,。然而,我們今天還可以不時(shí)在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)現(xiàn)這類現(xiàn)象的報(bào)道,,而就像互聯(lián)網(wǎng)和即時(shí)翻譯為通訊交流帶來了革命性變化一樣,,分子生物學(xué)的發(fā)現(xiàn)也正在顛覆有關(guān)代際遺傳的觀點(diǎn),比如哪些特征能遺傳,,哪些特征不能遺傳,。
生物學(xué)家現(xiàn)在面臨著一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),,即理解不斷出現(xiàn)的新發(fā)現(xiàn)如何顛覆一些根深蒂固的觀念。通過閱讀有關(guān)這類研究的最新綜述,,然后再翻閱任何一本本科生物學(xué)教材的介紹性章節(jié),,每個(gè)人都可以感受到其中越來越嚴(yán)重的不協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)遺傳概念中顯然缺少了某些東西,,它宣稱遺傳完全由基因介導(dǎo),,否認(rèn)了環(huán)境和經(jīng)驗(yàn)的某些影響傳遞給后代的可能性。
如果某些非基因突變是可遺傳的,,那么隨之而來的是,,這些突變也能對(duì)自然選擇做出反應(yīng),并且在沒有基因變化的情況下產(chǎn)生跨世代的表型變化,。這種變化并不符合演化上標(biāo)準(zhǔn)的遺傳定義——只限于世代之間等位基因頻率的變化,。這一定義由演化遺傳學(xué)家費(fèi)奧多西·多布然斯基(Theodosius Dobzhansky)提出,拋棄了基因是可遺傳突變唯一來源的假設(shè),。根據(jù)這一假設(shè),,基因是自然選擇能夠作用的唯一原始材料,會(huì)產(chǎn)生跨世代的表型變化,。然而,,回想一下,達(dá)爾文對(duì)基因突變和非基因突變之間的區(qū)別并不了解,。他最深刻的洞見是,,應(yīng)用于種群內(nèi)部可遺傳突變的自然選擇可以在不同世代中使生物體的平均特征發(fā)生改變,因?yàn)檫@些可遺傳特征總是與大量存活的后代有關(guān),,將在每一世代中表現(xiàn)在更大比例的個(gè)體上,。將非基因機(jī)制并入遺傳性并不需要對(duì)這一基礎(chǔ)的達(dá)爾文理論做任何改變。
非基因效應(yīng)
一些母體和父體效應(yīng)似乎是作為幫助后代在最可能遇到的環(huán)境中取得優(yōu)勢(shì)的手段演化出來的。
一類非基因效應(yīng)(如母體效應(yīng))非常明顯,,幾十年來已經(jīng)在科學(xué)上得到了承認(rèn),。根據(jù)定義,母體效應(yīng)表現(xiàn)為母體的表型會(huì)影響后代的表型,,而這一效應(yīng)無法用母體等位基因的傳遞來解釋,。這類效應(yīng)可以通過母體對(duì)其后代的多種影響途徑來實(shí)現(xiàn),包括隔代表觀遺傳,、卵細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化,、子宮環(huán)境、母親對(duì)產(chǎn)卵或產(chǎn)子的地點(diǎn)選擇,、后代將經(jīng)歷的環(huán)境改變,,以及產(chǎn)后生理和行為的相互作用等,。一些母體效應(yīng)是母親特征對(duì)后代發(fā)育產(chǎn)生的消極后果,包括母體中毒,、疾病或衰老等產(chǎn)生的有害影響,;另一些母體效應(yīng)則代表著生殖投資策略,能增強(qiáng)繁殖成功率,。也就是說,,這些非基因效應(yīng)有時(shí)能增強(qiáng),有時(shí)也能減弱母親及其后代的適應(yīng)能力,。
直到最近,,母體效應(yīng)還被認(rèn)為只不過是一種干擾,即遺傳研究中的某種環(huán)境“誤差”來源,。但至少,,遺傳學(xué)家確信在大多數(shù)物種(包括重要的實(shí)驗(yàn)室“模型生物”,如果蠅和小鼠等)中,,父親只能將等位基因傳遞給它們的后代,。然而,近期的研究揭示了許多父體效應(yīng)的例子,,包括小鼠,、果蠅和許多其他物種。事實(shí)上,,在有性生殖的物種中,,父體效應(yīng)可能與母體效應(yīng)一樣普遍。
后代可能受到環(huán)境和經(jīng)驗(yàn),、年齡,,以及父母雙方基因型的影響。環(huán)境因素(如某種毒素或營(yíng)養(yǎng)物)可能會(huì)導(dǎo)致親代身體發(fā)生改變,,從而影響后代的發(fā)育,。正如我們所看到的,身體機(jī)能隨年齡增長(zhǎng)而退化也會(huì)影響生殖功能,,以及可遺傳的非基因因素,,從而影響后代的發(fā)育。
親本中某種基因的表達(dá)影響后代表型的現(xiàn)象被稱為“間接遺傳效應(yīng)”,?;蛟S與直覺相反的是,這類效應(yīng)可以很好地放到非基因遺傳的范疇內(nèi),,因?yàn)樗鼈兪怯煞腔蛞蛩氐膫鬟f介導(dǎo)的,。例如,在親本中表達(dá)的特定基因可能會(huì)影響它們對(duì)后代的行為,,或者改變種系中其他基因的表觀遺傳特征,,從而影響后代的發(fā)育,,即使后代并沒有遺傳該基因。
對(duì)小鼠的研究提供了一個(gè)間接遺傳效應(yīng)的顯著例子,。薇姬·納爾遜(Vicki Nelson)及其同事通過不同的近交系小鼠品系培育出了除Y染色體外在基因上十分相似的雄性小鼠,,接著他們提出了一個(gè)非常奇怪的問題:雄性的Y染色體是否會(huì)影響其雌性后代的表型?任何在高中生物學(xué)課堂中保持清醒的人都知道,,女兒不會(huì)繼承父親的Y染色體,。因此,按照經(jīng)典遺傳學(xué)的邏輯,,父體Y染色體上的基因不會(huì)影響其雌性后代,。然而,納爾遜和同事們發(fā)現(xiàn),,父體的Y染色體確實(shí)會(huì)影響雌性后代的多種生理和行為特征,。事實(shí)上,父體Y染色體對(duì)雌性后代的影響程度可以和父體常染色體或X染色體的影響相當(dāng),,后兩者都是雌性后代能繼承的,。盡管我們還不知道其中的機(jī)制,但Y染色體上的基因肯定能以某種方式改變精子的細(xì)胞質(zhì),、精子的表觀基因組或精液的組成,,使Y染色體上的基因能影響沒有遺傳這些基因的后代的發(fā)育。
一些母體和父體效應(yīng)似乎是作為幫助后代在最可能遇到的環(huán)境中取得優(yōu)勢(shì)的手段演化出來的,。這種“預(yù)見性”父母效應(yīng)的例子中,,最典型的是當(dāng)親本受到掠食者威脅時(shí)能誘導(dǎo)后代的防御,水蚤就是如此,。水蚤是一類微小的淡水甲殼動(dòng)物,,用一對(duì)較長(zhǎng)的附肢作為槳,在水中緩慢地移動(dòng),。它們很容易被掠食性昆蟲,、其他甲殼動(dòng)物和魚類捕食。當(dāng)發(fā)現(xiàn)來自掠食者的化學(xué)信號(hào)時(shí),,一些水蚤物種的反應(yīng)是從頭部和尾部長(zhǎng)出棘刺,,使自己變得更難被捕捉或吞食。曾暴露于掠食者壓力下的水蚤所產(chǎn)生的后代,,即使在沒有掠食者信號(hào)的情況下,也會(huì)長(zhǎng)出棘刺,,并且可能經(jīng)歷生長(zhǎng)速率和生活史的改變,,進(jìn)一步降低被捕食的可能性。許多植物中也會(huì)出現(xiàn)這種跨世代誘導(dǎo)的防御措施,;當(dāng)受到植食動(dòng)物(比如毛毛蟲)的攻擊時(shí),,植物所產(chǎn)生的種子能分泌出氣味難聞的防御性化學(xué)物質(zhì)(或者能對(duì)植食動(dòng)物更快地啟動(dòng)這類防御措施),,而且這種誘導(dǎo)防御能夠持續(xù)好幾個(gè)世代。
盡管目前尚不清楚水蚤母體如何誘導(dǎo)后代的棘刺發(fā)育,,但一些明顯具有適應(yīng)性的母體和父體效應(yīng)例子都涉及到將特定的化合物傳遞給后代,。舉例來說,美麗燈蛾(學(xué)名:Utetheisa ornatrix )能通過食用豆科植物來獲得吡咯里西啶生物堿,。雌蛾會(huì)受到這種化學(xué)物質(zhì)含量豐富的雄蛾吸引,,而這些雄蛾能將部分毒素儲(chǔ)存在精液中,作為“結(jié)婚禮物”注入雌蛾體內(nèi),。雌蛾將這些生物堿整合到蟲卵中,,使其后代變得對(duì)掠食者來說不大“可口”。
父母還能幫助后代為可能面臨的社交環(huán)境和生活方式做好準(zhǔn)備,,比如沙漠蝗蟲(學(xué)名:Schistocerca gregaria),。這種昆蟲能夠在兩種截然不同的表型變種之間轉(zhuǎn)換:灰綠色的“孤獨(dú)”變種和黃黑色的“合群”變種。合群變種具有生殖力較低,、壽命較短和腦部較大等特征,,而且有聚集形成龐大遷移群體的趨勢(shì),能夠吃盡大片區(qū)域的植被,。在遇到密集的蝗蟲群體時(shí),,蝗蟲的行為方式可以從孤獨(dú)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楹先海掖菩曰认x所經(jīng)歷的種群密度也會(huì)決定它們后代的變種類型,。然而,,有趣的是,整套表型的改變會(huì)在幾個(gè)世代中積累,,表明母體效應(yīng)是累積性的,。這種效應(yīng)似乎是由傳遞給后代的物質(zhì)(通過卵細(xì)胞質(zhì)和/或包裹在卵細(xì)胞上的附屬腺體產(chǎn)物)介導(dǎo)的,而生殖系譜中的表觀修飾也可能發(fā)揮著某種作用,。
不過,,父母的經(jīng)歷并不一定會(huì)使子女表現(xiàn)得更好。首先,,父母可能會(huì)誤判環(huán)境線索,,而環(huán)境也可能變化太快,意味著父母有時(shí)會(huì)根據(jù)錯(cuò)誤的情況調(diào)整后代的特征,。例如,,如果水蚤的母親誘導(dǎo)了后代發(fā)育出棘刺,但掠食者一直沒有出現(xiàn),,那后代就要一直背負(fù)著棘刺,,無法從這一特征中獲得好處。在這種情況下,,預(yù)期的父母效應(yīng)實(shí)際可能會(huì)傷害后代,。一般而言,,后代面臨一個(gè)復(fù)雜的問題,即如何把父母接收到的環(huán)境線索和自己直接從環(huán)境中接收到的線索整合起來,,它們最佳的發(fā)育策略將取決于那些更有用和更可靠的線索,。
雖然親本的預(yù)期效應(yīng)可能會(huì)誤傷,但總體而言,,這些效應(yīng)還是會(huì)受到自然選擇的青睞,。不過也有許多親本效應(yīng)根本就不具有適應(yīng)優(yōu)勢(shì)。壓力不僅對(duì)體驗(yàn)到壓力的個(gè)體有害,,而且對(duì)它們的后代也會(huì)產(chǎn)生有害影響,。例如,美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的凱蒂·麥吉(Katie McGhee),、艾莉森·貝爾(Alison Bell)等人的研究結(jié)果顯示,,暴露于模擬捕食者攻擊的雌性棘背魚科魚類會(huì)產(chǎn)下學(xué)習(xí)速度緩慢的后代,它們?cè)诿鎸?duì)真實(shí)捕食者時(shí)無法正確應(yīng)對(duì),,因此會(huì)比沒有經(jīng)歷過模擬攻擊的雌魚所產(chǎn)后代更容易被吃掉,。這些效應(yīng)會(huì)讓人聯(lián)想起人類母親在懷孕期間吸煙的可怕后果。對(duì)人類群體的相關(guān)性研究(以及在嚙齒類動(dòng)物中的實(shí)驗(yàn)性研究)顯示,,母體吸煙并不能幫助發(fā)育中的胎兒對(duì)呼吸道刺激做好準(zhǔn)備,,反而會(huì)改變子宮內(nèi)環(huán)境,導(dǎo)致幼兒容易患上肺功能衰退和哮喘,,此外還會(huì)降低新生兒體重,,造成生理紊亂和其他問題。類似的,,從酵母到人類的許多生物體中,,大齡父母往往會(huì)產(chǎn)生體弱或壽命較短的后代。盡管通過生殖譜系傳遞的基因突變可能會(huì)導(dǎo)致這樣的“親本年齡效應(yīng)”,,但起主要作用的似乎是非基因遺傳,。因此,雖然某些類型的親本效應(yīng)代表了可以增強(qiáng)適應(yīng)性的演化機(jī)制,,但另一些親本效應(yīng)顯然也會(huì)傳遞病癥或壓力,。這種“非適應(yīng)性”親本效應(yīng)可以和有害的基因突變相當(dāng),盡管它們與特定條件下穩(wěn)定誘導(dǎo)的基因突變有很大差別,。
親本效應(yīng)有時(shí)能產(chǎn)生危害的事實(shí)表明,,后代應(yīng)該演化出能減輕傷害的方法,或許可以通過屏蔽從父母那里得到的特定非基因信息來實(shí)現(xiàn),。即使父母及其后代的健康利益十分一致,,這種情況也可能發(fā)生,因?yàn)閷?duì)父母及其后代而言,,錯(cuò)誤的環(huán)境線索或親本病癥的傳遞都是極其不利的,。不過,正如達(dá)斯汀·馬紹爾(Dustin Marshall),、托拜厄斯·烏勒(Tobias Uller)等研究者所指出的,,父母及其后代的健康利益很少一致,因此親本效應(yīng)有時(shí)會(huì)成為父母和后代沖突的舞臺(tái),。個(gè)體會(huì)選擇能最大化自身利益的資源分配方式,。當(dāng)某一個(gè)體預(yù)期在一生中能產(chǎn)生不止一個(gè)后代時(shí),它就會(huì)面臨如何在多個(gè)后代中分配資源的問題,。舉例來說,,母親可能會(huì)通過產(chǎn)生更多數(shù)量的后代來最大限度地提高繁殖成功率,即使這一做法意味著對(duì)每個(gè)后代的投入都會(huì)減少,。但是,,由于每一個(gè)后代都可以從母親那里獲得更多資源而受益,因此這種“自私”的母性策略對(duì)后代來說代價(jià)高昂,,并且可能會(huì)篩選出反制策略,,使后代能從母親那里獲取更多的資源。
事情還會(huì)進(jìn)一步復(fù)雜化,,母親和父親的利益也可能出現(xiàn)分歧,。舉例來說,大衛(wèi)·黑格(David Haig)指出,,父親往往可以通過幫助它們的后代從母親那里獲取額外資源而受益,,即使這些額外投資會(huì)減少母親的健康利益。這是因?yàn)?,每?dāng)雄性有機(jī)會(huì)與多個(gè)雌性一起養(yǎng)育后代時(shí),,每一個(gè)雌性都有機(jī)會(huì)同其他雄性交配,因此雄性的最佳策略就是自私地榨取每一個(gè)配偶的資源,,為自己的后代謀福利,。在非基因遺傳演化中,這種親子關(guān)系和父母對(duì)后代投入上的沖突是一個(gè)具有潛在重要性,,但又很少有人探索的維度,。
飲食對(duì)適應(yīng)性的影響
雄性指角蠅的差異非常明顯:在同一根木頭上的典型群體中,,你可以同時(shí)找到2厘米長(zhǎng)和5毫米長(zhǎng)的個(gè)體。
在構(gòu)成一個(gè)動(dòng)物生存環(huán)境的無數(shù)要素中,,飲食對(duì)于形成達(dá)爾文式的適應(yīng)性,、保持健康和其他許多特征而言尤其重要。事實(shí)上,飲食也可以對(duì)不同世代產(chǎn)生重大影響,??茖W(xué)家對(duì)指角蠅(學(xué)名:Telostylinus angusticollis)受飲食的影響進(jìn)行了研究。這種蠅類主要分布于澳大利亞東海岸地區(qū),,在腐爛的木頭上繁殖,。雄性指角蠅的差異非常明顯:在同一根木頭上的典型群體中,你可以同時(shí)找到2厘米長(zhǎng)和5毫米長(zhǎng)的個(gè)體,。不過,,如果在實(shí)驗(yàn)室中以標(biāo)準(zhǔn)的幼蟲食譜進(jìn)行飼養(yǎng)時(shí),所有成年雄性指角蠅都會(huì)長(zhǎng)成十分相似的體型,,這表明野生狀態(tài)下的體型差異大部分是環(huán)境因素造成的,,而非內(nèi)在的遺傳因素;換句話說,,足夠幸運(yùn)獲得充足食物的蛆蟲會(huì)發(fā)育成體型較大的成體,,而缺乏營(yíng)養(yǎng)的蛆蟲最終只能接受微小的體型。
然而,,這種由環(huán)境因素誘導(dǎo)的雄性表型變化會(huì)在世代間進(jìn)行傳遞嗎,?為了找出答案,研究者用兩種培養(yǎng)基對(duì)來自同一母體的雄性指角蠅幼蟲進(jìn)行培養(yǎng),,一種是營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基,,另一種則是稀釋之后的培養(yǎng)基。
研究人員將獲得的大,、小兩組雄性指角蠅與用相同食物培養(yǎng)的雌性指角蠅配對(duì),,然后測(cè)量它們的后代特征。他們發(fā)現(xiàn),,體型較大的雄性指角蠅會(huì)產(chǎn)生較大的后代,,而后續(xù)的工作顯示,這種非基因父體效應(yīng)可能是通過精液中傳遞的物質(zhì)介導(dǎo)的,。然而,,由于雄性指角蠅轉(zhuǎn)移的精液量很小,比一些昆蟲物種的雄性所產(chǎn)生的通常含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的精液小幾個(gè)數(shù)量級(jí),,因此這種效應(yīng)似乎不涉及將雄性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到雌性或其后代體內(nèi),。
科學(xué)家近期發(fā)現(xiàn),這種效應(yīng)甚至可能擴(kuò)大到由其他雄性所產(chǎn)下的后代,。安杰拉·克林(Angela Crean)按前述方法獲得了大,、小兩組不同體型的雄性指角蠅,并用雌性與這兩組雄性都進(jìn)行交配,。首次交配發(fā)生在雌性的卵未成熟時(shí),,而第二次交配發(fā)生在兩周之后,此時(shí)卵已經(jīng)成熟,并被包裹在無法滲透的硬殼中,。雌性指角蠅在第二次交配后很快就產(chǎn)下了卵,,科學(xué)家采集了這些后代并對(duì)其進(jìn)行基因型分析,以確定親子關(guān)系,。由于蠅類的卵只能在成熟時(shí)受精(精子通過卵殼上的特殊開口進(jìn)入卵細(xì)胞),,而雌性儲(chǔ)存精子的時(shí)間很少達(dá)到兩個(gè)星期之久,因此科學(xué)家毫不意外地發(fā)現(xiàn),,幾乎所有指角蠅后代都是源自第二次交配的雄性。有趣的是,,后代的體型會(huì)受到母親第一個(gè)交配對(duì)象在幼蟲階段的飲食影響,。換句話說,如果幼蟲的母親第一次交配的對(duì)象在幼蟲階段營(yíng)養(yǎng)充足的話,,它們就會(huì)長(zhǎng)得比較大,,即使這個(gè)對(duì)象并不是它們的父親。另一項(xiàng)獨(dú)立進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)排除了雌性指角蠅會(huì)根據(jù)對(duì)第一個(gè)雄性的視覺或信息素評(píng)估結(jié)果來調(diào)整對(duì)后代投入情況的可能性,。由此我們可以得出結(jié)論:來自第一只雄性精液的分子會(huì)被雌性體內(nèi)未成熟的卵吸收(或者以某種方式誘導(dǎo)雌性改變對(duì)發(fā)育中的卵的投入),,從而影響另一個(gè)雄性所育胚胎的發(fā)育。在孟德爾遺傳學(xué)出現(xiàn)之前,,這種非父隔代效應(yīng)(被德國(guó)演化生物學(xué)家奧古斯特·魏斯曼稱為“先父遺傳”)在科學(xué)文獻(xiàn)中被廣泛討論,,但早期證據(jù)并不令人信服。近期的研究提供了第一個(gè)現(xiàn)代證據(jù),,表明這種效應(yīng)是可能的,。盡管先父遺傳并不在通常的“垂直”(父母—后代)遺傳概念范疇內(nèi),但它突出說明了非基因遺傳違反孟德爾假設(shè)的可能性,。
有充足的證據(jù)表明,,對(duì)哺乳動(dòng)物來說,父母的飲食也會(huì)影響后代,。20世紀(jì)上半葉時(shí),,有研究者開始進(jìn)行飲食——特別是對(duì)蛋白質(zhì)等關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的限制——對(duì)大鼠影響的實(shí)驗(yàn)性研究,目的是深入了解營(yíng)養(yǎng)不良的健康后果,。20世紀(jì)60年代,,研究者好奇地發(fā)現(xiàn),在懷孕期間喂食低蛋白飲食的雌性大鼠所產(chǎn)生的后代,,以及這些后代的后代,,都顯得病態(tài)十足和骨瘦如柴,具有相對(duì)較小的大腦,,神經(jīng)元數(shù)量減少,,在智力和記憶測(cè)試中表現(xiàn)糟糕。近年來,研究工作已經(jīng)轉(zhuǎn)向了解營(yíng)養(yǎng)攝入過量或不平衡的影響,,以大鼠和小鼠作為實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛠砩钊肓私馊祟惙逝职Y的情況?,F(xiàn)在我們可以確定,母方和父方的飲食會(huì)對(duì)后代發(fā)育和健康情況產(chǎn)生多種影響,,其中一些效應(yīng)是通過胚胎干細(xì)胞在子宮內(nèi)的表觀遺傳重編碼來實(shí)現(xiàn)的,。例如在大鼠中,研究顯示母鼠的高脂肪飲食會(huì)減少造血干細(xì)胞的增殖,,而富含甲基供體的母鼠飲食會(huì)促進(jìn)胚胎神經(jīng)干細(xì)胞的增殖,。研究還發(fā)現(xiàn),大鼠中高脂肪的父鼠飲食會(huì)導(dǎo)致雌性后代的胰島素分泌減少和葡萄糖耐受力降低,。人類也有存在這些效應(yīng)的證據(jù),。
回顧目前對(duì)擴(kuò)展遺傳的研究現(xiàn)狀,我們會(huì)想起20世紀(jì)20年代的遺傳學(xué),,或20世紀(jì)50年代的分子遺傳學(xué),。我們的所知所得,只能使我們明白更多未知的存在,,以及未來將面臨的挑戰(zhàn),。不過,一個(gè)已經(jīng)無可置疑的結(jié)論是,,在將近一個(gè)世紀(jì)里塑造了實(shí)證研究和理論研究的高爾頓式假設(shè),,已經(jīng)違背了現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的許多情況,而這意味著生物學(xué)又將迎來令人振奮的時(shí)代,。實(shí)證研究者將在很多年里忙于探索非基因遺傳,,觀察其生態(tài)效應(yīng),并確定其在演化上導(dǎo)致的結(jié)果,。這項(xiàng)工作將需要開發(fā)新工具,,還需要設(shè)計(jì)巧妙的實(shí)驗(yàn)。理論研究者也有著同樣重要的工作,,包括澄清觀點(diǎn)并做出新的預(yù)測(cè),。在實(shí)踐層面上,現(xiàn)在醫(yī)學(xué)和公共健康領(lǐng)域同樣清楚的是,,我們不需要成為“我們所獲得天性的被動(dòng)傳遞者”,,因?yàn)槲覀兊娜松w驗(yàn)在塑造我們傳遞給后代的遺傳“本質(zhì)”中發(fā)揮著非同尋常的作用。(任天)