當我們討論遺傳時,可能誤解了什麼?
2020年05月11日09:45

  來源:賽先生

  撰文 | 鸚鵡螺

  當我們討論遺傳時,我們指的是什麼?

  有時,我們指的是生物通過繁殖將它們的信息傳遞給後代的過程。比如:豌豆是圓粒還是皺粒的,開紅花還是白花;果蠅是灰身還是黑身,紅眼還是白眼;至於人類,我們會從父母或者更早的祖輩那裡遺傳某些具體的身體特徵——髮色、眼睛的顏色、單眼皮或者雙眼皮等,關於這些特徵的信息被編碼在基因中,在繁殖過程中被複製然後傳遞。

  有時,我們談論的是更為抽像、更加高級的精神特徵,比如性格、智力和行為。

  當然,“遺傳”這個詞可以表述許多意思,但歸根到底,在很多情境中我們討論的是DNA序列的差異。

  DNA的雙螺旋結構深入人心,如果把它比作一架螺旋繩梯,DNA序列就是這架梯子上的 30 億個梯級。我們自打母體受孕那一刻起,就從父母那裡繼承了這架梯子。

圖源:pixabay.com
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  20 年前,DNA革命始於人類基因組測序。它確定了這架螺旋繩梯的每一個梯級。

  在這30億個DNA序列的梯級中,有99%以上是和其他人一樣的,這就是人類本性的藍圖。剩下那不到1%具有差異的DNA序列,正是使我們不同的原因,也就是塑造我們個性的基因藍圖,影響著我們的心理、性格和智力,就連我們是不是習慣早起的人,都由它決定。

  既然如此,當我們談論遺傳影響時,所指的其實主要是那1%的DNA差異造成的影響。

  這種影響有多大?

  我們早就知道直系親屬具有很多相似的生理和心理特徵,這些特徵具有家族性的原因到底是先天的(遺傳)還是後天的(環境)?對於眼睛顏色、身高的相似性,我們通常認為是先天原因導致的。那麼,患乳腺癌或胃潰瘍的概率呢?學業成就和空間能力(例如導航能力)呢?

  針對包括上述特徵在內的14種生理和心理特徵,行為遺傳學家羅伯特·普羅明將2017年對5000名英國年輕人的調查結果與遺傳研究結果加以對比(表1為其中部分數據),發現有一個巨大的先天與後天之謎橫亙在人們心中,有待解開。

你的評分結果與遺傳研究的結論相比如何呢?
你的評分結果與遺傳研究的結論相比如何呢?

  後天的先天性

  區分先天與後天的一種方法是,找到共享先天但不共享後天環境的親緣關係,從而檢驗遺傳效應。領養正是一個這樣的社會實驗,它可以同時包括“遺傳父母”“環境父母”“遺傳+環境父母”。

  “遺傳父母”是被領養孩子的親生父母,“環境父母”是這些孩子的養父母。“遺傳+環境父母”指的是我們常見的,父母與孩子共享先天與後天環境的情況。這種設計可以對遺傳和環境因素的影響進行有力評估,理清先天和後天之間的複雜關係。

  有一項從1974年開始的長期縱向研究,正是這樣設計的。這項名為“科羅拉多領養項目”(CAP)的研究涵蓋250個領養家庭和250個匹配的對照家庭,從嬰兒時期直到16歲持續進行,綜合使用了問卷調查、電話採訪、訪談、觀察和觀看互動錄像帶等研究方法。

  CAP研究結果支援行為遺傳學第一定律,即心理特徵顯示出顯著的遺傳影響。

  時至今日,發現並報導某一種心理特徵可遺傳已經不再新奇了,因為所有的心理特徵都是可遺傳的——我們已經無法指出一個沒有受到遺傳影響的心理特徵了。

  不過,你覺得孩子看電視的時長會受遺傳影響嗎?

圖源:pixabay.com
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  在20世紀80年代,人們認為這是典型的環境度量,有超過2000項研究將它用於探究環境對兒童發育的影響。然而,CAP研究結果揭示:遺傳差異對此做出了不容忽視的貢獻。領養家庭中兄弟姐妹看電視時長的相關性,僅為對照家庭兄弟姐妹相關性的一半;親生父母及其子女看電視時長的相關性,是養父母及其領養子女相關性的兩倍(相關係數分別為0.30和0.15)。更令人震驚的是,親生母親看電視的時長與她們被領養走的孩子具有顯著相關性(相關係數為0.15), 儘管這些母親在孩子出生一週後就再也沒有見過他們。

  這些研究結果引起了軒然大波,畢竟誰會覺得有“看電視基因”存在呢?!

  事實上,這就回到了人們對先天和後天關係的固有偏見。

  誰說過存在“看電視基因”?我們當然可以隨意打開或關閉電視,但是這個動作對不同人心情的影響有差別。先天(遺傳)影響並不是像木偶劇或者皮影戲演員那樣操縱著我們,它只是一種概率性的傾向而已。

  1991年的一篇綜述文章以《後天的先天性》為題,總結了18項類似研究的遺傳分析結果,發現各種所謂的環境度量一致顯示遺傳影響,平均遺傳率為25%(在心理學領域,這已經非常高了)。

  基因藍圖如何改變遊戲規則

  在認識到“後天的先天性”之後,我們明白:在母體受孕時從父母那裡繼承的DNA差異是塑造我們的基因藍圖,也是心理特徵重要影響的來源。

  當然,基因藍圖只是一張藍圖而已,它顯然與最終結果不同。事實上,它只能描述“是什麼”,但不能預測“可能是什麼”。這一點需要釐清,因為人們經常對遺傳率(遺傳傾向)產生誤解,以為它是“算命先生”或者板上釘釘的事情。

  DNA差異並不是全部,但是在塑造我們的穩定心理特徵方面,它比其他所有因素加起來都更重要。雖然仍具有爭議,但這讓我們用新的視角看待教養、教育及其他塑造我們人生的事件,對所有人來說都意義深遠。

  我們可以直接檢測遺傳得來的DNA差異,找出其中哪些對心理特徵具有普遍影響。這些DNA預測因子是獨特且穩定的,它們在一生中不會改變,而且從出生開始就能用以預測未來。

  目前,最有效的DNA預測因子主要針對心理疾病和學業成就。

  對於心理疾病,我們不再需要等到病人出現大腦或行為的疾病跡象,然後依賴詢問他們的症狀來確診。利用DNA預測因子,我們可以提前預測疾病,並在這些問題產生難以修復的損害之前就進行預防;我們還可以在遺傳家族性的基礎上,分別預測每個家庭成員具有差異性的狀況。

  對於學業成就,DNA預測因子可以揭示我們的先天優勢和短板分別在哪裡。這些信息有助於自我認知,也可以幫助父母瞭解孩子的個性,從而儘量強化孩子的優勢並克服他們的不足。比如:如果預測孩子容易有學習閱讀方面的問題,父母就有機會提前進行干預和幫助,而不是直到孩子上學後在閱讀方面出現困難時才發現。

  這場DNA革命大約在10年前開始,基於SNP芯片的開發實現(SNP指單核苷酸多態性,也就是DNA梯級的差異,世界上一共存在大約8000萬個SNP,你和我有大約400萬個,其中有許多不同)。利用SNP芯片,可以快速且廉價地對個體的數十萬個SNP進行基因分型。近年來已經有許多基因組學公司面向普通消費者開放了這項服務。

  通過跨基因組選擇SNP並構建SNP芯片,能夠進行全基因組關聯(GWA)研究。GWA研究已成為生物學、醫學科學及心理學的變革者,發現了諸多有效的DNA預測因子。這些科學進展席捲了心理學領域,帶來深刻的變革。除了教育和個人的自我認知以外,諸多社會議題也與此息息相關,包括人才選拔的標準、機會均等和精英統治等,這就是一個更大的話題了。總而言之,它會影響我們所有人。這也正是促進這種討論並用科學知識武裝大腦的必要性所在——遺傳太重要了,不能只依靠遺傳學家。

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