Shark's nasal plumbing gives it a nose for blood

a minutely detailed replica head of a hammerhead shark has revealed how the animal gets a good noseful of water as it swims

富足的環境能否改變基因？〈四〉

富足的環境能否改變基因？〈四〉

前後關係的重要性

如這類研究〈環境如何影響可遺傳特性之漸成傳衍〉，是目前研究的熱門領域，此議題似乎在科學上不確實，如同提示說：我們及我們的後代並非只是得到隨機演化過程的憐憫與可遺傳基因的手稿，而是顯示如果我們無法控制自身的命運，但至少有能力影響其過程，在實用層次上，此等研究發現認為基於簡單引介如富足環境的新奇療法就可緩和基因遺傳疾病的作用。

這種提示具有蠱惑力，然而，這些特殊結果對於人類通常無法一般化或廣泛應用，富足環境似乎營救了養育於富足環境內剔除小鼠記憶受阻之基因型，但是在此處理之下情況不定具有反覆性，野生小鼠在經歷恐懼制約後前後關係記憶改善卻未能證明其長期增強作用被強化。

對於在傳統環境中飼養而高度被剝奪（感覺剝奪）的實驗小鼠品系而言，與非被剝奪的人類相比情況可能無法一般化，這的確是真的，我們不應假當在青春期時度過長期無聊日子的母親所生出的小孩具有記憶缺陷，第二、為要得到結論，科學家必須控制實驗中變數的數量，在這些實驗中，科學家在非常特殊的參數條件下只能分析一種學習行為。這完全有可能：如果刺激〈前後關係試驗〉具有情緒性而非無情緒性，這些養育於富足環境下的相同剔除小鼠將無法學習，一種相關解釋是，有許多方式可誘發長期增強作用，因此以下情況至少有可能：即Ari、Li及其同事所探尋的分子途徑其可能調控之長期增強作用對恐懼制約後前後關係之記憶形成具有特殊專一性。

且不談這些警告，該研究在拉馬克去世後提供其「改變與遺傳理論」(theories of change and inheritance)的某些辯解，雖然達爾文的演化論及天擇論仍然是一種教義，近代科學卻提示：在一種遺傳機制的完全解釋中，仍然有空間容納拉馬克某些直觀的洞察力。〈全文結束〉

Bumpology: Boxing clever with the kung-fu fetus

See the cutting edge of fetal imaging with a cinematic sequence of MRI images

富足的環境能否改變基因？〈三〉

富足的環境能否改變基因？〈三〉

真是環境的影響嗎？

為保證由於母鼠當青少年時生活於富足環境下而在後代所見強化之長期增強作用，作者進行幾項巧妙的對照實驗，為去除強化之長期增強作用可能由父鼠調控的可能性，讓雌性野生及剔除長期增強作用之小鼠與傳統環境飼養的雄鼠交配，研究人員發現野生小鼠的後代具有較大長期增強作用的能力，而在剔除小鼠後代其長期增強作用被回復至基線程度，為證明這些作用發生於子宮，具長期增強作用小鼠的後代被飼養於標準實驗室並由傳統母親飼養，如同預期，野生小鼠後代的長期增強作用被增強，而剔除小鼠則回復至基線水準。

下一步，科學家比較野生小鼠及長期增強作用剔除小鼠的記憶功能，監測長期增強作用如何在行為層次影響小鼠，牠們評估「前後關係記憶使用」(contextual memory using)，這稱為「前後關係恐懼制約範例」(contextual fear-conditioning paradigm)，將小鼠置於鐵絲籠內然後給予一次溫和的電擊；在典型情況下，小鼠對威脅反應是凝住不動，為評估小鼠是否學習到動物龍與此電擊作用有關，研究人員量測小鼠在最初制約條件（訓練）下整體靜止時間的長度，後來，他們藉觀察將小鼠再次置入動物龍發生凝住不動行為來測試對此關連性之記憶，在沒有電擊情況下關幾小時或幾天，研究人員發現在制約條件下野生及剔除小鼠同時表現出類似的凝住不動之程度，而剔除小鼠對於電擊發生處其前後關係之記憶則受到阻礙，以下是有趣的場景：在青少年時期餵養在富足環境下的剔除小鼠其後代與正常小鼠花了同樣多的時間凝住不動，此發現提供一個重要關連性，即養育於富足環境、長期增強作用及富足環境誘發的神奇分子途徑間，都支持長期增強作用與行為。〈待續〉

富足的環境能否改變基因？〈二〉

富足的環境能否改變基因？〈二〉



營救記憶

最近，Arai、Li與同事擴大此調查線索，檢視富足環境大鼠在「長期增強作用」(long-term potentiation, LTP)中扮演的角色，這是一種強化突觸支持學習與記憶的作用，長期增強作用的生理標記是增加神經元電活性的基本量，Arai與Li顯示在富足環境中飼養的小鼠，其海馬〈包括在學習及記憶過程中的關鍵大腦構造〉的長期增強作用比較大。

更讓人驚奇的是，富足環境也足以「營救」(rescue) 存在於基因改造小鼠的一種記憶缺陷，帶有缺陷的親代小鼠出生後，在青少年時期將牠們飼養於富足環境，這些小鼠並不會將相同之記憶缺陷傳給後代，因此富足的環境矯正了牠們的基因缺陷。

此種矯正作用如何發生？產生長期增強作用需要特殊分子途徑，當科學家利用基因學家所謂的「剔除」(knock out)技術，關閉與這些途徑之一有關功能的DNA密碼部分，如同帶有記憶缺陷的突變小鼠之案例，長期增強作用及記憶功能同時都受到阻礙，Arai與Li顯示富足環境增加了野生（未突變）小鼠長期增強作用的量，有趣的是，具有誘發長期增強作用所需之一種標準分子途徑的小鼠，在剔除後仍然能誘發長期增強作用，研究人員發現此種與富足環境有關的長期增強作用被誘發係經由一個新奇的分子途徑，而這是養育於富足環境下的結果直接引起，更一步，科學家發現野生小鼠能增加長期增強作用之能力，以及剔除小鼠能營救長期增強作用之能力，能被「漸成地傳衍」（transmitted epigenetically，其基因密碼無須任何改變）而由母親傳給後代，令人驚奇的是，此種傳衍真正發生，即使母鼠的後代是養育在一個傳統環境中。〈待續〉