多少基因 多少環境

多少基因 多少環境




文/方舟子

發布時間:2009-02-06  

來源:生物網 
文章標簽: 生物論壇

  有人長得高有人長得矮,有人近視有人視力超常,有人聰明有人愚笨……這些被生物學家稱為性狀的差異,有多少是先天(遺傳或基因因素)決定的,又有多少是受後天(環境因素)影響的?這本是一個非常復雜的專業問題,但是許多人卻認為可以根據自己的情形給出清楚的答案,如果父母身材矮小自己也長得不高,就說是「爹媽給的」,而如果自己長得高,就認定身高與遺傳無關。

    一般人一想起遺傳,就以為是「父母有子女就有,父母無子女就無」這麼簡單。其實不然。即使是像色盲這類由單個基因控制的遺傳病,也不存在這樣簡單的因果關系,更何況像一開頭提到的那些性狀可能與多個基因有關,需要有合適的基因組合才會表現出來。子女並非父母的克隆,而是父母基因的組合,各繼承了父母雙方一半的基因,因此即使某種性狀完全由基因控制,子女也會出現與父母不同的情形。
    要確定某個性狀的差異是否與遺傳因素有關,不能靠個人的經驗,而要做科學的研究。例如,甲身高1米8,乙身高1米6,我們如何確定這個身高差異與遺傳有關呢?我們可以設想做一個理想實驗,分別克隆甲和乙,然後對換生長環境,即讓小甲在乙的環境、小乙在甲的環境中生長。如果小甲、小乙長大後身高還和甲、乙一樣,則說明身高差異完全是遺傳因素決定的;如果小甲、小乙的身高倒了過來,分別成了1米6和1米8,則說明身高差異與遺傳因素毫無關系,純粹受環境因素的影響;如果情形處於這二者之間(比如小甲和小乙的身高都是1米7),則說明身高差異同時受遺傳和環境因素的影響。
    但是我們不能像對待其他生物一樣對人做這樣的遺傳實驗。且不說我們現在還不能克隆人,即使以後技術成熟,倫理也會禁止做這種克隆實驗,更何況要完全模擬一個人的生長環境也是不可能的。
    怎麼辦呢?幸好大自然已經為我們做了克隆實驗——孿生子。孿生子分異卵孿生子和同卵孿生子兩種。異卵孿生子是兩個(或更多個)的卵分別被兩個(或更多個)的精子受精產生的不同受精卵分別發育而來的,他們並非克隆,其遺傳相似程度與同一對父母在不同時間生下的兩個孩子是一樣的,平均為50%。同卵孿生子則是由同一個受精卵分離成兩部分後發育而來的,因此他們具有相同的遺傳物質,其遺傳相似程度可以認為是100%。同卵孿生子才是真正的克隆。
    同卵孿生子的外表和許多特征看上去都非常相似,人們馬上會想到這是因為他們具有完全一樣的基因。但是孿生子的生長環境一般來說也非常相似,我們怎麼知道其性狀的相似性不是由於相似的環境導致的呢?有些同卵孿生子生下來不久就被分開在不同家庭撫養,也就是說,他們的生長環境變得不一樣了。這時候如果他們還和在同一個家庭撫養的同卵孿生子一樣具有相似的性狀,就可認為是由於有相同的基因而不是相似的環境引起的。
    不過,這個假定並不完全可靠,因為孿生子在被分開撫養之前,至少已有九個月的時間是處於相同的環境中的(母親的子宮),而且在不同的家庭撫育,並不等於其生長環境就完全不同,其中完全有可能有很相同的環境因素。另外,要找到很多被分開撫養的同卵孿生子加以調查,並非易事。
    要克服這個困難,可以采用另外一種研究辦法:比較同卵孿生子和異卵孿生子。如果同卵孿生子某種性狀的相似程度高於異卵孿生子,那麼這高出的部分,就可以認為與基因有關,因為同卵孿生子之間的遺傳相似性要比異卵孿生子高出一倍。
    因此,通過研究孿生子可以計算出遺傳差異與性狀差異的相關性。遺傳學家把這個數字稱為遺傳率。如果性狀差異是完全由遺傳差異引起的,遺傳率為1,如果性狀差異與遺傳差異毫無關系,遺傳率為0。通過研究我們知道,人的身高的遺傳率大約是0.8,性格的遺傳率大約是0.5,近視的遺傳率則高達0.9左右。
    這些結果有的是預料之中的,有的卻有點匪夷所思。近視的遺傳率如此之高,就讓人感到意外,因為「生活常識」告訴我們小孩用眼不衛生才導致近視。但是還有其他的證據表明近視與遺傳密切相關。例如,父母近視的小孩患近視的比例要比父母不近視的小孩高出4倍,同一地區甚至同一學校的不同族群的近視比例存在顯著的差異(一般以華人或亞裔的比例最高),而且已有多個染色體位點(基因的位置)已被確定與近視有關。
    必須注意到,孿生子研究、遺傳率計算都有其局限,會受到許多不明因素的影響,未必非常可靠,更非像數字顯示的那樣精確。但是它能讓我們對遺傳因素有個初步的概念,為深入的研究打下基礎,這至少勝過沒有任何科學依據的想當然。

引用 : http://www.biowww.com.cn/ziliao/kepu/951.html

留言已經關閉.