Многие элементы поп-культуры (например, Assassins Creed или аболеты в Dungeons and Dragons ) используют концепцию генетической памяти. Насколько реалистична эта концепция?
В частности, меня интересуют головоногие или подобные им животные. При обсуждении цивилизаций головоногих многие люди критикуют эту идею, потому что родители не образуют тесных связей со своими потомками и умирают, не успев их чему-либо научить.
Головоногие рассчитывают иметь много детенышей (r-отбор), потому что у них нет никаких реальных способов защитить себя.
Головоногие также известны своим уникальным путем эволюции путем изменения их мРНК .
Может ли существовать вид, который передает знания следующему поколению напрямую, наследуя не «пустой» мозг, а фактически копию мозга матери. Индивидуальная структура мозга будет закодирована в ДНК животного.
Конечно, обучение и память со временем станут проблемой, но животное может забыть знания либо через несколько поколений, либо просто забыть неиспользованные знания, как это делают люди.
Такой вид мог бы учиться у предыдущих поколений, не отказываясь от r-отбора или уникального воспроизводства головоногих (то есть умирая после рождения).
Насколько реалистична эта концепция? Может ли он развиваться естественным путем? Если нет, можем ли мы в конечном итоге создать существо, обладающее этой способностью искусственно (путем генетической модификации)?
Редактировать:
большинство структур в мозгу уже зафиксированы до рождения (я полагаю, через геном). Например, структуры, которые позволяют нам видеть или контролировать основные движения или инстинкты. Таким образом, структуры могут быть закодированы генетически. На самом деле вопрос заключается в том, могут ли структуры быть закодированы, пока организм еще жив, чтобы он мог передать этот модифицированный геном своему потомству.
Эта концепция верна и уже развилась , например, у плоского червя Planaria и других организмов.
Эти организмы, по-видимому, хранят воспоминания не (только?) в своем мозгу, а в специальных последовательностях ДНК, которые затем при случае «перечитываются». В результате у обезглавленной планарии снова отрастает голова, и она помнит то, что произошло до того, как она потеряла мозг .
Инъекция клеточной ДНК (не ядерной ДНК) планариям также работает. Воспоминания неактивны, их нужно «рестимулировать», но если вы чему-то научите планарий после, скажем, 200 повторений, принимающие «пустые» планарии узнают это уже после одного повторения.
Существует научная фантастика/ужастик ( «Червь Давида» Брайана Ламли ), в которой мальчик забирает домой мутировавшую планарию и освобождает ее в пруду, после чего планария продолжает поедать всю рыбу в пруду, увеличиваясь в размерах и приобретая знание рыбы
пока ребенок не исчезает, и мать впадает в истерику, когда на следующее утро она видит бесформенный комок протоплазмы, сидящий в кресле для завтрака ребенка и называющий ее мамой.
Каждый нейрон мозга присваивает себе неуникальный полуслучайный UID ДНК во время раннего развития; этот UID зависит от соседних нейронов, другими словами, нейрон имеет что-то вроде почтового индекса. Все нейроны в данном районе, скорее всего, будут иметь один и тот же UID или похожие версии одного и того же.
Затем поведение нейрона основано на состоянии его сети микротрубочек — я заимствовал это из OOR-теории сознания Пенроуза и Хамероффа — но это состояние инициализируется и обновляется с помощью определенных цепочек ДНК. Эта «ДНК памяти» циркулирует довольно свободно в виде плотно намотанных минут ДНК и «читается» на основе инициирующей последовательности, которая, как вы уже догадались, включает в себя UID. Таким образом, нейроны речевого центра будут декодировать только ленты памяти речевого центра.
И, наконец, нейроны непрерывно сбрасывают свое состояние в виде новых колец ДНК (это самая неправдоподобная часть). «Старые» круги со временем деградируют, и им на смену приходят более опытные. Обновленный опыт создает больше кругов и, следовательно, дольше задерживается в памяти.
А когда мать вынашивает ребенка, в цитоплазме яйцеклетки будет значительное количество колец ДНК (я ошибся, это самая надуманная часть). Когда ребенок развивается, его нейроны обычно «загружаются», включая некоторые из этих воспоминаний.
(Да, генетическая память матрилинейна :-))
DNA circles
? Вы имеете в виду митохондриальную ДНК?Нереально, но не невозможно
Слепой ребенок умеет улыбаться. Лошадь знает, что нужно начинать ходить сразу после рождения. Большинство существ умеют есть и размножаться. Все это можно считать формой генетической памяти.
У людей память в мозгу происходит двумя способами. Нейроны в мозгу образуют определенные связи. Чем больше используется связь, тем прочнее она устанавливается. Вот почему, повторяя вещи снова и снова, день за днем, вы запоминаете их все лучше и лучше. Второй - последовательность шаблонов. Некоторые вещи освещают ту же область мозга, но вы помните другие вещи. Это потому, что путь освещает имеет значение. Хотя совершенно другой, вы можете сравнить его с азбукой Морзе. Загорается один и тот же провод, но последовательность гудков у каждого разная. В конце концов, у вас будет разная комбинация структур и разных паттернов в вашем мозгу, загорающихся для каждого воспоминания.
Разница между ними в постоянстве. Вы знаете, как есть, потому что структуры мозга, отвечающие за прием пищи, в значительной степени фиксированы. Это легко кодируется в ДНК вашего семени и может быть передано. Однако часть памяти сделана именно для памяти. Это динамично. У вас есть опыт, вы сохраняете его для дальнейшего использования, чтобы улучшить свое выживание. Но ДНК сохраняет функцию, а не то, что в ней хранится. Кто-то с травмирующим опытом не даст такого своим детям.
Короче говоря, это невозможно.
Тем не менее, я хочу посмотреть, что может заставить его работать
Чтобы увидеть, как это будет работать, я бы предположил, что ДНК структур мозга, отвечающих за память, обновляется, если головоногие получают больше воспоминаний. чтобы облегчить это, будет создана целая пара аллелей только для памяти. Тогда даже сложные воспоминания могут быть сохранены в ДНК, чтобы вырастить их у детей. Я не знаю, как мозговые воспоминания вызывают добавление определенных структур ДНК.
Геном человека содержит около 3,2 миллиарда пар оснований. Из-за того, что 4 нуклеотида соединены в пары, каждая пара может содержать 2 бита данных. Таким образом, это означает всего 800 мб. Таким образом, если вы использовали весь геном в качестве памяти и проигнорировали все, что геном уже делает, вы могли бы хранить в геноме данных примерно на 1 компакт-диск. По оценкам этой статьи , объем памяти человеческого мозга может составлять 2,5 петабайта. Для хранения такого количества данных в ДНК потребуется 1 x 10 16 пар оснований ДНК, что более чем в 6 миллионов раз больше ДНК человека.
Другие (отличные) ответы приводят захватывающие примеры из реальной биологии существ, которые, по-видимому, способны хранить воспоминания (в некоторой степени) химически, которые могут быть напрямую унаследованы потомством. Это «правильная генетическая» память: сама фактическая информация памяти закодирована в генах или других унаследованных химических веществах.
Однако мы можем, по крайней мере, предположить о других типах унаследованной памяти, которые работают, по крайней мере, частично не в общем. В частности, мне нравится идея чего-то полуобобщенного. (Данные не генетические, а способность их читать).
Несколько примеров, иллюстрирующих идею:
Существо, похожее на головоногого моллюска в панцире, которое хранит некоторые/все/резервные копии своих воспоминаний в виде рисунков с царапинами (брайлевскими) на внутренней стороне своего панциря. Если бы язык этого письма был инстинктивным и передавался по наследству, тогда любое потомство, занимающее выброшенную оболочку, унаследовало бы воспоминания в этой оболочке: возможно, как книгу.
Нервная связь. Я понятия не имею, возможно ли это отдаленно, но нервное соединение вдоль пуповины, которое «загружало» данные в эмбрион, как кабель Ethernet, было бы унаследованной памятью, но не генетической.
Альтернативное решение: загрузка памяти
Я бы предложил возможную альтернативную концепцию, которая достигает той же цели, но не требует причудливых методов ДНК. Относитесь к памяти как к хранилищу данных и напрямую загружайте воспоминания от мамы к ребенку. Если память хранится в ДНК, это всего лишь еще одна версия. Но это будет работать, даже если память сохраняется альтернативными методами. Кроме того, я вижу, что это работает и для отцовской памяти.
Мы знаем, что память может передаваться биохимическим путем, поскольку бабочки и мотыльки из куколки сохраняют память о том, что с ними происходило, когда они были гусеницами, несмотря на то, что мозг по существу растворялся. Я могу представить себе химический способ сделать это, реплицируя молекулы, связанные с памятью, или электрохимический способ, по существу воспроизводящий память в мозгу развивающегося организма.
Это хорошо работает с головоногими моллюсками (при условии внутренней инкубации), потому что самцы предоставляют пакет спермы ( сперматофор ) самке, и я могу представить, что это будет дополнено мини-мозгом (только памяти) или молекулами памяти, так что патрилинейные и матрилинейные воспоминания потенциально могут быть загружены - возможно, даже в зависимости от пола.
Если вы хотите иметь ограниченное количество потомков, то вы можете даже физически передать материнскую мозговую ткань и отцовские пакеты памяти потомству, чтобы они фактически сохранили небольшую часть родителя, содержащую воспоминания, наполненные жизненным опытом. Это означает, что умирающие родители (если мы придерживаемся модели смерти) не столько умирают, сколько переходят, чтобы жить в своих детях.
У меня в голове есть это видение материнских воспоминаний, загруженных и функционирующих как собственная память головоногого моллюска, а отцовская память подобна бестелесному видению родителя-отца, который ведет молодого головоногого по жизни с помощью и наставлениями. Я мог бы даже представить себе странный послесмертный роман между головоногими родителями, который разыгрывается в их детях.
Симбионт памяти.
Ваши головоногие по своей природе не очень умны. Но на них паразитирует организм, наделяющий разумом. Этот организм полностью находится внутри родительской каракатицы. Организм обычно размножается бесполым путем, производя несколько бутонов, и каждый бутон попадает в яйцо. Когда яйцо развивается, внутри него находится копия родительского симбионта, а вместе с ней и все воспоминания родителя. Симбионт не имеет чувства собственного «я»; разум и память являются эмерджентным свойством союза двух существ.
Воспоминания в симбионте не обладают идеальной точностью. Старые воспоминания могут быть перезаписаны и потеряны, а новые (более актуальные) воспоминания острее. Новое поколение является копией родителей в отношении интеллекта.
Но это хорошо для жизни, чтобы смешать это. Время от времени симбионты размножаются половым путем. Это странное время для каракатиц. Молодые рождаются со смесью воспоминаний из разных родословных, и некоторые из них могут быть очень странными, противоречивыми, а иногда и искаженными. Иногда из этой гибридизации может исходить новая энергия. Возможно, во время полового акта люди-каракатицы пытаются заразить другие племена своего вида (или, может быть, даже другие виды) существами памяти. У взрослых новая симбионтная инфекция может вытеснить старую, захватив тело хозяина для своего собственного происхождения. Разумное неголовоногое существо, служащее хозяином головоногому интеллектуальному паразиту, безусловно, было бы необычным существом.
В принципе, безусловно, возможна прямая передача усвоенных черт от матери к ребенку. Например, позвоночные обычно передают информацию о патогенах, с которыми они столкнулись в своей жизни, своим потомкам через материнские антитела. Хотя это не та информация, которая была усвоена мозгом, она представляет собой эволюционно распространенный механизм передачи информации напрямую от родителя к ребенку без обучения и с довольно высокой пропускной способностью.
Для целей повествования, безусловно, можно представить себе эволюционный путь, который у какого-нибудь животного привел к тому, что система такого рода была кооптирована для передачи информации от мозга родителя к мозгу ребенка (например, эволюция у некоторых в начале очень ограниченная способность передавать выученное поведение в ответ на болезнь может быть первым шагом).
Чертежи для белков (которые дают вам ваши физические черты и поведение) закодированы ДНК. Проблема в том, что вы не хотите производить каждый белок, кодируемый вашей ДНК (клетки вашей печени не хотят производить белки, в которых нуждаются клетки сердца и т. д.). Кроме того, хотя иногда в вашей жизни вы можете захотеть производить определенные белки, в других случаях вы можете захотеть «отключить» коды ДНК для этих белков (например, ферменты для переваривания лактозы из молока вашей матери хороши, когда вы бельчонок). но бесполезна как взрослая белка). Ваше тело делает это с помощью эпигенетики, где оно «включает» или «выключает» коды ДНК. Что интересно, эти эпигенетические «выключатели света» могут передаваться потомству.
Допустим, вы крыса, пытающаяся избежать хищника. Если у хищника всегда был определенный запах на протяжении последнего миллиона лет эволюции крыс, было бы хорошо, если бы ваша ДНК была постоянно закодирована, чтобы вы легко узнавали этот запах. Но предположим, что запахи, обозначающие хищников, меняются каждые несколько дней. Не имеет смысла вообще вовлекать свою ДНК - бесполезно увеличивать приток клеток/крови к области вашего мозга, которая обнаруживает определенный запах, если вам не нужно будет узнавать этот запах через несколько дней. НО допустим, что в течение нескольких лет один и тот же запах всегда означает, что поблизости находится хищник (но затем он меняется на другой запах еще на несколько лет). Вы хотите, чтобы этот запах легко распознавался И вашим детям тоже, но вы не хотите, чтобы он был постоянным, потому что этот запах может быть не важен для ваших внуков.
Они провели аналогичное исследование на крысах и показали, что страх перед определенным запахом может передаваться потомству. Теперь страх перед специфическим запахом — это лишь крошечная часть вашей личности/памяти, но если бы эпигенетика играла гораздо большую роль в организме, то гораздо больше личности/памяти родителей могло бы передаваться по наследству. Это также не должно быть постоянным - просто отправная точка для организма, чтобы затем узнать, что важно в его среде, и создать новые воспоминания. Поведенческая эпигенетика — сумасшедшая область, и мы все больше и больше узнаем о том, какие черты личности и «воспоминания» могут передаваться по наследству.
На самом деле это возможно, но на самом деле не очень полезно. Всех хороших воспоминаний, что были после зачатия ребенка - нет. Так что все, что вы получаете, — это память о тысяче детских лет, подростковой тревоге и стремительном периоде взрослой жизни — и множестве ошибок. Все эти воспоминания заканчиваются коитусом ваших родителей. И половой акт ваших бабушек и дедушек.
Семейные обеды — дело неприятное. На самом деле, вам больше нравится тусоваться с иностранцами. И проблема в том, что в этом мире нет настоящей тайны мысли. Так что все, у кого нет детей, довольно подозрительны. Кроме того, некоторые люди настолько ностальгируют по хорошим временам, что проводят весь день, сидя на скамейке, вспоминая прошедший день.
Генетическая память была ошибкой.
бессмысленное имя
Корай
Откин
Корай
Корай
Откин
Откин
Палбитт
Джон
Эд Марти
всз
Даниэль