记忆能否遗传？
2013年，位于英国剑桥外的欧洲生物信息学研究所在Nick Goldman和Ewan Birney的领导下，已策划出一种新方法，一举将每克DNA的存储量提高到了2.2PB字节（1PB=1024TB, 1TB=1024GB）……
DNA的信息存储密度真是超乎想象的高，但缺点是不方便即时检索，只适合永久性资料的存档，而且，DNA硬盘的数据保存年限可以做到几万年，因为我们今天已经从几万年前冰冻的猛犸象遗骸中提取出猛犸象的完整DNA来，将来如果DNA存储技术发展成熟，几百公斤的DNA就可以把人类迄今为止所有的文明成果（图书、语言、电影、音乐、录像、照片、网页等）都存进去。然后封装成类似数百万计种子那样外壳坚硬的铁球，发射到地球轨道和外太空自动绕地运行，就算人类文明已经彻底灭绝几千年，拾取到这种人类文明种子的外星人，依然可以完整复活人类文明……
人体刚出生就内置了DNA转码而来的记忆，来自数亿年进化过程中留下来的祖先记忆——本能，比如人对蛇的恐惧、老鼠对猫的恐惧、狗对老虎粪便气味的恐惧……
本能就相当于出厂内置的底层操作系统BIOS，后天成长获得的知识、经验、习惯、性格等属于在BIOS基础上自动编码出的操作系统，跟电脑不同，人脑有数个不同层面的操作系统，有的负责运动，有的负责语言，有的负责感性艺术，有的负责理智逻辑，在这些操作系统之上，运行着数百个由感官信息自动编码加工的APP，相互竞争优胜劣汰，获取本我、自我、超我的注意力资源，人脑本身是一个议会机制，各种思路片段吵来吵去、打来打去，弱肉强食……
笔者（微信号：forcode奇想录）怀疑动物后天的经历和记忆中，被反复刺激涉及生存的因素，会印刻到DNA中，传给后代，否则很难解释人对蛇发自内心的恐惧感……
一些低等动物从来不学习，它们就依靠遗传记忆生存。比如小羊羊一生下来就会跑呀！小鱼鱼生下来就会浮水呀！还有蝴蝶呀，它们要经历，卵、虫、蛹、蝶四个阶段，这就让它们上下代之间见不了面啦，，但是它们化蝶以后却能精确的重复上下代的行为，甚至记得几千里的迁徙路线，这种现象就叫做“遗传记忆”！
很多生物本能行为不需要教。有个讲法是从来没有接受过性教育的男女到了年龄也会知道如何ooxx。。。
这个验证起来比较麻烦，听过就算，但是动物界也有不少复杂的行为是天生就会的。
比如鸟筑巢、鸡孵蛋、蜘蛛织网、蜜蜂酿蜜、小狗撒尿圈地，各种奇怪的求偶方式等等，哪怕是单独一只从小离开族群和人类生活，长大以后这些行为它也会做，除了遗传想不出其他解释了。
“他们已经开始使用核能，并用化学推进方式进入太空，甚至已登上了他们所在行星的卫星。”
“他们基本特征是什么？”舰队统帅问。
“您想知道哪些方面？”蓝８４２１０号上的值勤军官问。
“比如，这个行星上生命体记忆遗传的等级是多少？”
“他们没有记忆遗传，所有记忆都是后天取得的。”
“那么，他们的个体相互之间的信息交流方式是什么？”
“极其原始，也十分罕见。他们身体内有一种很薄的器官，这种器官在这个行星以氧氮为主的大气中振动时可产生声波，同时把要传输的信息调制到声波之中，接收方也用一种薄膜器官从声波中接收信息。”
“但在这种状态下，这个物种根本不可能在每代之间积累和传递知识，而这是文明进化所必需的！”
“他们有一种个体，有一定数量，分布于这个种群的各个角落，这类个体充当两代生命体之间知识传递的媒介。”
“听起来象神话。”
“不，”参议员说：“在银河文明的太古时代，确实有过这个概念，但即使在那时也极其罕见，除了我们这些星系文明进化史的专业研究者，很少有人知道。”
“你是说那种在两代生命体之间传递知识的个体？”
“他们叫教师。”
以上内容摘自刘慈欣《乡村教师》。
笔者（微信号：forcode奇想录）在想，DNA中，为什么会有那么多的垃圾片段？据说我们的基因中，80%以上都是无意义的乱码，一个解释是进化过程中的病毒入侵留下来的无用片段。但我怀疑是祖先的记忆备份，在不同代祖先的记忆备份中反复出现的内容，可能就会被写入到大脑中，成为本能的一部分……
将来或许会发现记忆转录存入DNA都方法，以DNA为媒介，实现记忆备份和导入。你手臂上一颗痣，可能就储存了你整个人格和记忆，把这颗痣切下来，埋在我的手臂上，这颗痣就自动将DNA中备份的记忆转录到我的大脑中……
目前已经测试了不少人类个体的完整基因组，如果在几光年外的星系有一台DNA打印机，只需要把需要的人的DNA数据库以光速传送过去，不需要真人花几万年飞过去，就可以远程打印出这个人。
如果未来人类掌握了大脑记忆的编码方式，可以完整数字化导出一个人脑的记忆（包括所有性格、气质、价值观等），并且有办法重新导入一个空白大脑。那记忆也就可以跟DNA一样跨星系远程导入导出，掌握特定技能的同一个人（比如医生、飞船操作人员）还可以被反复生产出来，损坏了就再打印一份……
不需要毁灭，在不同地方给人治病嘛，知识结构还可以安装补丁的方式升级。不过如果同一个地点打印了好几份相同记忆的克隆人，容易发生财产盗窃和身份冒用……
跟你同样记忆同样DNA的克隆体，拥有之前的先前记忆，但从此之后，你们的经历会不一样，你们的记忆开始分叉，这个先前记忆就跟本能BIOS是类似的，一个扩充版的本能罢了。就好像出场内置了几十个APP的同样型号的智能手机，发到不同用户手里后，会安装不同的其他APP，每一个手机的内容、功能、APP布局、主题都会千差外别……
查了下，好像受精卵的确只有1.4g的比特量，这大大低于我的预想，不大可能有空间存储记忆。但是，如果表观遗传起作用的DNA甲基化之类的其他遗传机制，可以给每一个碱基对再装上一个开关甚至是与或非逻辑门，那受精卵中的数据量是不是会高出好几个数量级？而且，基因中应该存在封装的库、API接口或函数调用，很多重复的内容可以用函数调用的方式复用，大幅度减少了对数据库空间的占用 //@浮云资本:回复@forcode:DNA共计30*4=120亿个比特，一共1.2G信息量，除了亲代遗传信息，可装载的信息太少，只够一部480P的电影。唯一的可能性就是卵细胞的细胞质某些隐藏的细胞器【可能】存储额外的信息（线粒体高尔基体之外的新细胞器，比如细胞微管等）。精子入卵子之前细胞质全部丢弃，所以不可能留下父亲的任何信息
回复@sparkwang: 说得好！我也是这么想的，也许，大脑中，某一块是一种外星寄生虫，将自己的基因融入到我们的染色体中，把没有罗辑思维的古代类人猿改造成现代智人，相当于给没有遥控功能的普通电器加了一个智能插座，实现远程遥控和联网处理…… //@sparkwang:回复@forcode:后天记忆在大脑中也是一种真实的物理存在，只不过记忆的神经细胞和网络结构是后天生长的，可以理解为程序或者数据存到了硬盘。而本能，打个比方，你知道计算机出厂就有bios不，或者再基础点，你知道现在的手机芯片都带了很多协处理器不，或者某些领域有专用芯片，那个东西是硬件级的，他们有特殊指令，可以快速高效处理某些特定任务。相对于计算机，基因这种进化了几亿年的高科技有点先天本能也很正常。你听见一声巨响会积极抱头并转向相反的方向，这个本能就是出厂预置的。所以，从智能的角度看，小脑极有可能就是人脑最大的一个控制肢体活动的专用协处理器。
12月1日发表在Nature Neuroscience上的一篇文章描述了类似的现象(1)。Kerry Ressler实验室的研究人员对小鼠进行苯乙酮和电击的联合训练，使小鼠对苯乙酮形成条件反射，并检测受训小鼠后代对苯乙酮的反应。结果表明，后两代小鼠即使没有受过训练，也对苯乙酮极为敏感。同时，后代小鼠中编码苯乙酮受体的基因被甲基化修饰的更少，更容易表达。后代小鼠中传递苯乙酮信息的神经元也出现了明显的加强。
这篇文章为我们提供了一种观点，就是后天培养的对气味的好恶，能通过基因修饰的途径传递给下一代。我们可以把基因修饰理解为对基因进行的整容手术。虽然基因的编码没有改变，但是修饰后的基因在「外人」看来是不一样的。这种「整形」确实影响了基因的命运。
https://www.zhihu.com/question/20006565/answer/20786940
表观遗传_百度百科
一直以来人们都认为基因组DNA决定着生物体的全部表型，但逐渐发现有些现象无法用经典遗传学理论解释，比如基因完全相同的同卵双生双胞胎在同样的环境中长大后，他们在性格、健康等方面会有较大的差异。这说明在DNA序列没有发生变化的情况下，生物体的一些表型却发生了改变。因此，科学家们又提出表观遗传学的概念，它是在研究与经典遗传学不相符的许多生命现象过程中逐步发展起来的一门前沿学科，它是与经典遗传学相对应的概念。现在人们认为，基因组含有两类遗传信息，一类是传统意义上的遗传信息，即基因组DNA序列所提供的遗传信息，另一类则是表观遗传学信息，即基因组DNA的修饰，它提供了何时、何地、以何种方式去应用DNA遗传信息的指令。
特点
1.可遗传，即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞或个体世代间遗传。
2.可逆性的基因表达。
3.没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
调节机制
1.DNA修饰
DNA甲基化是目前研究最充分的表观遗传修饰形式。正常的甲基化对于维持细胞的生长及代谢等是必需的，而异常的DNA甲基化则会引发疾病（如肿瘤），因为异常的甲基化一方面可能使抑癌基因无法转录，另一方面也会导致基因组不稳定。因此，研究DNA甲基化对于了解生物生长发育及疾病治疗是非常有帮助的。DNA修饰是指DNA共价结合一个修饰基团，使具有相同序列的等位基因处于不同修饰状态。
2.组蛋白修饰
真核生物DNA被组蛋白组成的核小体紧密包绕，组蛋白上的许多位点都可以被修饰，尤其是赖氨酸。组蛋白修饰可影响组蛋白与DNA双链的亲和性，从而改变染色质的疏松和凝集状态，进而影响转录因子等调节蛋白与染色质的结合，影响基因表达。
3.非编码RNA调控
非编码RNA指不能翻译为蛋白质的，具有调控作用的功能性RNA分子，在调控基因表达过程中发挥着很大的作用。非编码RNA调控是通过某些机制实现对基因转录的调控，如RNA干扰。
4.染色质重塑
染色质重塑是由染色质重塑复合物介导的一系列以染色质上核小体变化为基本特征的生物学过程，是一个重要的表观遗传学机制。
5.核小体定位
核小体是基因转录的障碍，被组蛋白紧密缠绕的DNA是无法与众多转录因子以及活化因子结合的。因此，核小体在基因组位置的改变对于调控基因表达有着重要影响。随着DNA复制、重组、修复以及转录控制等生命活动的开展，染色质上的核小体定位一直处于动态变化之中，这种不断的变化需要一系列染色质重塑复合体的作用。
https://m.baidu.com/sf_bk/item/%E8%A1%A8%E8%A7%82%E9%81%97%E4%BC%A0/3662107
表观遗传，一场环境对基因的逆袭
10余年前，华盛顿大学的生物学教授Michael Skinner的团队做过一系列有意思的实验。
2005年，他们将怀孕的女大鼠（F0）暴露于一种农业中常用的杀真菌剂，乙烯菌核利。接着在无杀菌剂的环境中将她们的后代拉扯大，一直养了4代，也就是养到了她们的玄孙（F4）。结果几乎所有玄孙子的精子数量、繁殖能力都有下降，并且出现了年龄相关的不育症。
在所有玄孙子玄孙女中，都还有其他各种病变，例如睾丸、卵巢、肾、前列腺、乳腺和脑的异常。他们检测到，玄孙子们的精子中的表观遗传学变化包括DNA的甲基化和ncRNA表达异常，但与DNA序列的突变无关。
到了2007年，他们又让一群正常的女大鼠来跟两群男大鼠相亲（选择啪啪啪对象），其中一群男大鼠（F3）就是曾祖母（F0）被杀菌剂祸害过的，另一群则是上至曾祖母都一直在安全环境中生活的。女大鼠们几乎无一例外地选择了健康的男大鼠。也就是说，那群可怜的曾孙们繁殖能力下降的表现，不仅在分子层面被人类检测到，而且在同类面前直接失去了性吸引力！
也就是说，在这个小小的生物演化模型中，这批单身鼠们从曾祖母那里继承到了不良的遗传信息，但很难把它们进一步传播到更广阔的种群里，这就是很直观的物竞天择。
由进化论到表观遗传学的演变
Skinner团队做上述大鼠实验的时候，表观遗传学还没那么流行，甚至没被大多数学者接受。上百年来，人们认为决定你我命运的终极分子，就是基因。（现代生物学的大多数理论都是由达尔文的进化论发展而来的，物竞天择，适者生存。当环境发生变化时，生物会演化出最有利于个体生存的特征，这个过程就是“适应”，演化不出来就只好去死了。）
1850年，当达尔文描述这种自然选择现象的时候，其中的分子机制还不为人知。又经过了漫长的一个世纪，遗传学和分子生物学的崛起宣告了一个新纪元的开启，即生物演化的新达尔文理论（neo-Darwinian theory）：DNA序列随机发生突变，携带着能适应环境的特异性序列的个体或物种才能繁殖、存活，甚至称霸一方，直到沧海又变成桑田，物竞天择的演化引擎又会再次启动。
然而这样解释还是有些不足：生物确实演化出了能适应环境的特征（即表型），但相对于这些新表型涌现的速率，DNA发生的随机突变率还是太低了，两者匹配不起来。为此，科学家们提出了种种学说，就举两个例子，比如遗传漂变，小群体中由于某些等位基因没能传递给后代，会出现两代之间的等位基因频率不一样；又比如异位显性，当两个影响同一性状的非等位基因狭路相逢，只有上位基因得以表现出来。
然而尽管有如此种种的学说试图阐释这些现象，当遇到复杂生物如人类时，它们还是显得过于苍白。演化生物学家Jonathan B L Bard曾引用英国大诗人艾略特的句子感叹道：“表现型和基因型之间，总有一道阴影。”（啊咧~原句是Between the idea and the reality, between the motion and the act falls the Shadow.）
达尔文理论的问题走出了演化生物学，蔓向生物医学的其他领域。如果遗传的基因决定了我们的性状，那为什么有着同一套遗传物质的同卵双生子会发生不同的疾病？在同一种疾病中，为什么只有极低比例（这些问题的答案，可在达尔文的进化论发表之前50年，另一位叫拉马克（Jean-Baptiste Lamarck）的生物学家的说法中窥见一些踪影。拉马克的说法已经被科学界抛弃许久了。其中有一点是说，环境可以直接影响性状，而这些性状的改变还可以遗传下来。这种言论在当时被视为渎神的宗教异端，200年后的现代，达尔文理论根深蒂固，它又沦为正统科学和大众的笑柄。
Jean-Baptiste Lamarck
在双方粉丝的口水战中，曾经还闹出了个充满讥讽意味的段子：
“按您的理论，将一群牛一直割掉它们及其后代的一只耳朵，久而久之我们就能培养出只有一只耳朵的牛？”
“是的。”
“那您说为什么每个女孩生下来都是处女？”
——这个段子的漏洞在于，“破处”的概念只有文化意义而没啥生物学意义。至于一直割下牛的一只耳朵是否真能培育出单耳牛这样的神奇动物，应该要用很残忍又很昂贵的实验才能见分晓。但文章开头的那个大鼠实验中，环境造成的表型异常突破了DNA序列的限制，传递了三代，又何尝不是一种迹象？
所以，如果自然选择并不仅是在基因序列层面起作用，那到底还有来自哪些分子的神秘力量在其中搅局？
上世纪中期，爱丁堡大学的发育生物学家Conrad Waddington做了一个类似的实验，将果蝇在胚胎发育期暴露于外源化学刺激或温度改变，会发育出不同的翼型，并且遗传了下去。Waddington创造了一个词来描述这种变化，即表观遗传学（Epigenetics）。当时Waddington就意识到自己的研究会对生物演化理论产生什么样的影响：它对拉马克的说法是支持的，似乎环境真的可以直接影响性状。
尽管Waddington描述了表观遗传学的基本特性，但说到分子层面，却并没有比拉马克或达尔文强多少。随着后来分子生物学揭示了越来越多的生命奥秘，Waddington（和拉马克）的理论也就越来越显示出正确性。确实，各种各样的环境因素不一定能直接影响DNA的序列，但确实可以通过表观遗传学机制影响了DNA的功能——基因表达的上调或下调，或影响细胞内蛋白质的表达方式。
现在我们有了“表观遗传学（Epigenetics）”的较为准确的定义：它是一门研究不完全由DNA序列编码的遗传效应的学科。词头“Epi-”在希腊语中就是“在……之外”的意思。许多分子都能极大地影响基因的活性，调控基因表达水平，或改变基因产物的表达方式，而不改变基因中碱基的顺序。
其中最常见的一个生化过程叫甲基化，这是一类特殊的化学现象，当转录因子、基因的启动子区、协助包裹染色体的组蛋白上发生了甲基化，转录因子与基因的结合过程就会受到影响，从而调节基因的表达水平。环境因素，例如温度变化、情绪应激反应等都对DNA甲基化有影响，而这些改变都有可能永久地编入遗传信息中。类似的还有组蛋白修饰、RNA甲基化等等。
正因为表观遗传学效应对生物演化、适应环境有着重要的作用，它造成的适应性状改变势必应该被遗传下来。另一方面，一些环境造成的伤害也是遗毒甚远，哪怕当初的环境改变并没有持续，就像曾祖母受过的伤，曾孙子还要承担——不过放大到生物演化的角度也没什么可悲伤的，因为那群投胎不慎的曾孙子不是注孤生了么，那些不良性状并没有什么机会传播出去，除非妹子瞎~（呃，在个体层面这的确是挺悲伤的）
许多实验室在不同的物种身上都有了类似的发现，包括植物、昆早、鱼类、鸟类、噬齿类、猪和人类等。比如英国南安普顿大学的Graham Burdge和他的团队报告称，大鼠营养过剩引起的代谢异常，也可以通过表观遗传的形式传递三代以上。还有德克萨斯大学奥斯汀分校的Sibum Sung和他团队发现，温度改变和干旱在植物中也可引生长和花期性状的表观遗传学变化，代代相传。凡此种种，都在一定程度上支持了拉马克的学说。
这是一种高度保守的遗传现象。表现型性状变异和疾病的遗传效应在多数物种中都能跨越10代，在植物的研究中最远能跨越上百代。在蠕虫中，营养物质的变化引起的性状改变可以传播50代。哺乳动物有更长的世代周期，毒性物质引起的性状异常也观察到了10代的传播跨度。在大多数研究中，这些遗传下来的变异性状都没有衰减，而是一直驻守在那里，即使是当年Waddington的那批果蝇，它们发生变异的性状在实验中只记录到16代，实际上至今还在表达。
表观遗传完成对基因的逆袭
在达尔文的观念里，对环境的适应性能决定了哪些个体、哪些物种能够在无情的自然选择中胜出。但在表观遗传学的概念里，环境的作用更为直接，包括温度、光照、营养物质组分的改变、来自植物的毒素和全球大环境的改变等等，似乎能“凌驾”于基因之上，直接影响表型和健康。
如果真是这样，那基因作为“正宫”遗传物质，威信何在？历来人们都认为，环境影响性状或疾病，是直接作用于基因的结果，也只有基因才能决定什么性状能被表达出来。而现在你说表观遗传要横插一脚，似乎有点难以接受，就连发现DNA结构的沃森，以及人类基因组测序的大神Francis Collins，都曾经质疑表观遗传学概念。
然而峰回路转，Skinner的团队又在Epigenetics上发表了另一项研究，观察表观遗传学作用对基因组不稳定性的影响。他们仍然让怀孕雌鼠（F0）暴露于乙烯菌核利，观察后代中的拷贝数变异（CNV）。在第1代（F1）中几乎未发现CNV，而到了第三代（F3），则在精子中找到了可观的CNV。所以，表观遗传学的改变，最终还是可能会镌刻到基因里的，并没有完全地逍遥法外。也许它只是为了适应环境迫不及待提前做出应变的一种机制。
于是，Michael Skinner提出了大一统进化论，尝试将经典遗传学和表观遗传学内容进行整合。尽管这个理论尚未被完全接受，但确实让我们窥见了造物之奇诡；至少单从表观遗传学这一学科来说，随着证据越来越多，质疑之声也渐渐弱了下去，它总算守得云开见月明。
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