大弹涂鱼:运输空气本领从哪儿来
  • 来源:科普时报
  • 作者:张冲
  • 2020-10-22 18:28

海边滩涂上能爬会跳的大弹涂鱼是打洞穴居的。在繁殖季节,只有雄性大弹涂鱼才会在自己的洞穴里建造一个像“路灯”似的育儿室,让雌性大弹涂鱼在里面产卵生子。


育儿忙  “气泡室”里更换新鲜空气


大弹涂鱼卵必须不时地暴露在空气之中呼吸氧气,否则就会死亡。于是,雄性大弹涂鱼在鱼卵孵化的时候,会不停地做着一件事:它一会儿把头伸出洞外,猛吸一口气,接着就扭头游进自己的育儿室,把嘴里的空气吐出来。由于育儿室的“屋顶”是个封闭的拱形,空气钻到“屋顶”跑不掉,就形成一个“气泡室”。

大弹涂鱼这样一次又一次地把洞外的空气运到育儿室里,气泡室会越来越大。那些挂在洞壁上的鱼卵呼吸到空气中的氧气,不断新陈代谢,慢慢地发育成形。

“气泡室”的氧气被消耗掉后,雄性大弹涂鱼又会把“气泡室”的空气吸到嘴里运出洞外。

在鱼卵孵化的一周时间里,雄性大弹涂鱼就像“潜水艇”似地来来回回上百次,为育儿室更换新鲜空气。当鱼卵快要孵化出小鱼的时候,大弹涂鱼才会将育儿室里的空气全部吸光,让鱼卵浸没在海水之中。小鱼儿一出世就会在水中自由自在地游弋了。

这一有趣的过程,对于人类来说,其中的科学道理并不难理解:大弹涂鱼的皮肤能够直接吸收空气中的氧气;一升水约含有10立方厘米的氧气,而一升空气的含氧量高达210立方厘米;空气会集聚在密闭的容器里;空气的比重比水轻,总是往水面上跑……

然而,对于大弹涂鱼来说,它们不可能接受到科学的教育。虽然群居在一片泥滩上,但却过着各自独居的生活。只有在繁殖季节,雄性大弹涂鱼才会吸引一条雌性大弹涂鱼“结婚”交配,生儿育女。


好本领  或许来自三种可能


那么,雄性大弹涂鱼运输空气的本领是从哪儿来的呢?无非有三种可能:一是亲鱼的传授;二是自身的体验;三是祖辈的遗传。

大弹涂鱼幼鱼孵出后,就像婴儿似的,雄性大弹涂鱼不可能向它传授经验;雄性幼鱼长大后,只有到了成鱼阶段才会挖掘育儿室,“谈婚论嫁”,与雌鱼交配孵卵,此前根本没有体验的机会。

于是,人们想起了科学家们曾经做过的实验。学过物理的人都知道,由于水面对光的折射作用,射水鱼要瞄准岸上的猎物喷水,必须有一个修正角度才行。如果鱼与目标的距离和角度不同,这种修正值还要随时调整,水中的鱼才能击落水面上的猎物。那射水鱼的这种本领又是怎样掌握的呢?

50多年前,日本生物科学家国木慎之对此进行了研究。他将一些刚出生的小射水鱼转移到另外没有水上目标的池中喂养。等到小鱼长到一定程度后,国木在水面上悬放鱼饵。结果,这些小射水鱼纷纷从水中射出“水弹”,个个命中空中的目标。于是,国木认为这些射水鱼的射水能力是一种“遗传本能”。

就在同一时期,美国密执安大学的心理学教授麦康内尔也做了一个“涡虫实验”。他通过电击的方法,使本来具有趋光性的涡虫产生了避光反应。然后,他们将受过训练的涡虫磨碎,去喂那些饥饿的涡虫。麦康内尔说:“结果真令我们高兴,那些吃了同类碎片的涡虫,对光的反应与受过训练的涡虫一样。”由此,麦康内尔认为,脑细胞中可能有无数的记忆分子。这种记忆分子是可以通过某种方式“传”给他人的。


记忆  可以通过遗传给后代


无论是“记忆遗传”,还是“记忆传输”,都说明记忆是可以通过一定的渠道由一个生命体传导给另一个生命体的。

经过几十年的研究探索,2013年12月1日,法新社报道了美国埃默里大学医学院的布赖恩·迪亚斯的研究成果。在研究中,迪亚斯训练老鼠害怕一种类似于樱桃花的味道。之后,他将受训老鼠的子代老鼠接触剂量微弱的樱桃花气味。结果,与未受训练的老鼠的后代相比,它们对樱桃花味道的反应大约强了200%。

科学家们又研究了管理鼻内气味受体的运作,尤其对樱桃花味道做出反应的M71基因,发现这些受过训练的老鼠及其子代老鼠的脑部都发生了物理性变化——脑部嗅球中的嗅小体增大。迪亚斯认为,这是因为鼻中M71神经元增多,(通往脑部的)轴突也增多的缘故。结论是:受训练后害怕某种特殊气味的实验鼠,能够通过精子中的一种机制将这种神经冲动传给它们未出生的子孙。

当然,雄性大弹涂鱼运输空气的本领远比射水鱼的射水、涡虫的避光反应和老鼠的嗅觉变化要复杂得多。如果我们能够找到这种遗传的物质,一定会为知识、智慧的“移植”寻找到有效的途径。到那时,我们就可以把带有人类已有知识的某种记忆物质“复制”到另一个人的身上,让他们站在“巨人的肩上”去加快科学的进步和社会的发展,那该多有意义啊!

(作者系中国作家协会会员、中国科普作家协会会员,主要从事科学童话的创作和研究)

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