当我们讨论遗传时,可能误解了什么? | 悦读科学
撰文 | 鹦鹉螺
当我们讨论遗传时,我们指的是什么?
有时,我们指的是生物通过繁殖将它们的信息传递给后代的过程。比如:豌豆是圆粒还是皱粒的,开红花还是白花;果蝇是灰身还是黑身,红眼还是白眼;至于人类,我们会从父母或者更早的祖辈那里遗传某些具体的身体特征——发色、眼睛的颜色、单眼皮或者双眼皮等,关于这些特征的信息被编码在基因中,在繁殖过程中被复制然后传递。
有时,我们谈论的是更为抽象、更加高级的精神特征,比如性格、智力和行为。
当然,“遗传”这个词可以表述许多意思,但归根到底,在很多情境中我们讨论的是dna序列的差异。
dna的双螺旋结构深入人心,如果把它比作一架螺旋绳梯,dna序列就是这架梯子上的 30 亿个梯级。我们自打母体受孕那一刻起,就从父母那里继承了这架梯子。
20 年前,dna革命始于人类基因组测序。它确定了这架螺旋绳梯的每一个梯级。
在这30亿个dna序列的梯级中,有99%以上是和其他人一样的,这就是人类本性的蓝图。剩下那不到1%具有差异的dna序列,正是使我们不同的原因,也就是塑造我们个性的基因蓝图,影响着我们的心理、性格和智力,就连我们是不是习惯早起的人,都由它决定。
既然如此,当我们谈论遗传影响时,所指的其实主要是那1%的dna差异造成的影响。
这种影响有多大?
我们早就知道直系亲属具有很多相似的生理和心理特征,这些特征具有家族性的原因到底是先天的(遗传)还是后天的(环境)?对于眼睛颜色、身高的相似性,我们通常认为是先天原因导致的。那么,患乳腺癌或胃溃疡的概率呢?学业成就和空间能力(例如导航能力)呢?
针对包括上述特征在内的14种生理和心理特征,行为遗传学家罗伯特·普罗明将2017年对5000名英国年轻人的调查结果与遗传研究结果加以对比(表1为其中部分数据),发现有一个巨大的先天与后天之谜横亘在人们心中,有待解开。
区分先天与后天的一种方法是,找到共享先天但不共享后天环境的亲缘关系,从而检验遗传效应。领养正是一个这样的社会实验,它可以同时包括“遗传父母”“环境父母”“遗传 环境父母”。
“遗传父母”是被领养孩子的亲生父母,“环境父母”是这些孩子的养父母。“遗传 环境父母”指的是我们常见的,父母与孩子共享先天与后天环境的情况。这种设计可以对遗传和环境因素的影响进行有力评估,理清先天和后天之间的复杂关系。
有一项从1974年开始的长期纵向研究,正是这样设计的。这项名为“科罗拉多领养项目”(cap)的研究涵盖250个领养家庭和250个匹配的对照家庭,从婴儿时期直到16岁持续进行,综合使用了问卷调查、电话采访、访谈、观察和观看互动录像带等研究方法。
cap研究结果支持行为遗传学第一定律,即心理特征显示出显著的遗传影响。
时至今日,发现并报道某一种心理特征可遗传已经不再新奇了,因为所有的心理特征都是可遗传的——我们已经无法指出一个没有受到遗传影响的心理特征了。
不过,你觉得孩子看电视的时长会受遗传影响吗?
在20世纪80年代,人们认为这是典型的环境度量,有超过2000项研究将它用于探究环境对儿童发育的影响。然而,cap研究结果揭示:遗传差异对此做出了不容忽视的贡献。领养家庭中兄弟姐妹看电视时长的相关性,仅为对照家庭兄弟姐妹相关性的一半;亲生父母及其子女看电视时长的相关性,是养父母及其领养子女相关性的两倍(相关系数分别为0.30和0.15)。更令人震惊的是,亲生母亲看电视的时长与她们被领养走的孩子具有显著相关性(相关系数为0.15), 尽管这些母亲在孩子出生一周后就再也没有见过他们。
这些研究结果引起了轩然大波,毕竟谁会觉得有“看电视基因”存在呢?!
事实上,这就回到了人们对先天和后天关系的固有偏见。
谁说过存在“看电视基因”?我们当然可以随意打开或关闭电视,但是这个动作对不同人心情的影响有差别。先天(遗传)影响并不是像木偶剧或者皮影戏演员那样操纵着我们,它只是一种概率性的倾向而已。
1991年的一篇综述文章以《后天的先天性》为题,总结了18项类似研究的遗传分析结果,发现各种所谓的环境度量一致显示遗传影响,平均遗传率为25%(在心理学领域,这已经非常高了)。
在认识到“后天的先天性”之后,我们明白:在母体受孕时从父母那里继承的dna差异是塑造我们的基因蓝图,也是心理特征重要影响的来源。
当然,基因蓝图只是一张蓝图而已,它显然与最终结果不同。事实上,它只能描述“是什么”,但不能预测“可能是什么”。这一点需要厘清,因为人们经常对遗传率(遗传倾向)产生误解,以为它是“算命先生”或者板上钉钉的事情。
dna差异并不是全部,但是在塑造我们的稳定心理特征方面,它比其他所有因素加起来都更重要。虽然仍具有争议,但这让我们用新的视角看待教养、教育及其他塑造我们人生的事件,对所有人来说都意义深远。
我们可以直接检测遗传得来的dna差异,找出其中哪些对心理特征具有普遍影响。这些dna预测因子是独特且稳定的,它们在一生中不会改变,而且从出生开始就能用以预测未来。
目前,最有效的dna预测因子主要针对心理疾病和学业成就。
对于心理疾病,我们不再需要等到病人出现大脑或行为的疾病迹象,然后依赖询问他们的症状来确诊。利用dna预测因子,我们可以提前预测疾病,并在这些问题产生难以修复的损害之前就进行预防;我们还可以在遗传家族性的基础上,分别预测每个家庭成员具有差异性的状况。
对于学业成就,dna预测因子可以揭示我们的先天优势和短板分别在哪里。这些信息有助于自我认知,也可以帮助父母了解孩子的个性,从而尽量强化孩子的优势并克服他们的不足。比如:如果预测孩子容易有学习阅读方面的问题,父母就有机会提前进行干预和帮助,而不是直到孩子上学后在阅读方面出现困难时才发现。
这场dna革命大约在10年前开始,基于snp芯片的开发实现(snp指单核苷酸多态性,也就是dna梯级的差异,世界上一共存在大约8000万个snp,你和我有大约400万个,其中有许多不同)。利用snp芯片,可以快速且廉价地对个体的数十万个snp进行基因分型。近年来已经有许多基因组学公司面向普通消费者开放了这项服务。
通过跨基因组选择snp并构建snp芯片,能够进行全基因组关联(gwa)研究。gwa研究已成为生物学、医学科学及心理学的变革者,发现了诸多有效的dna预测因子。这些科学进展席卷了心理学领域,带来深刻的变革。除了教育和个人的自我认知以外,诸多社会议题也与此息息相关,包括人才选拔的标准、机会均等和精英统治等,这就是一个更大的话题了。总而言之,它会影响我们所有人。这也正是促进这种讨论并用科学知识武装大脑的必要性所在——遗传太重要了,不能只依靠遗传学家。
以上内容摘编整理自罗伯特·普罗明所著《基因蓝图》(blueprint)一书,中文版由中信出版集团鹦鹉螺工作室于2020年4月出版。
这本书的译者刘颖是北京大学分子医学研究所研究员,她在悉心翻译这本书后为其写了序言——
《基因蓝图》这本书主要关注基因对我们心理差异的影响。作者引用了大量科学研究的结果,阐述“dna差异是造成心理差异的主要系统性来源”,“是塑造我们的蓝图”。书中以浅显易懂的语言,对基因及其相关概念进行了讲解,不失为一本基础的科普读物。
作为一名生命科学领域的研究者,在进行书稿的翻译前我虽然明了基因的重要性,但更多的是局限于基因对我们生理和病理影响的认知。随着对这本书的阅读和翻译,可能和许多读者一样,我逐渐了解到基因对我们的心理差异具有主要的系统性影响,了解到环境影响虽然重要,但更多的是“随机的,具有非系统性和不稳定性”。能够在现阶段认识到这些,对于我自己来说具有不小的影响。作为一名三岁半孩子的妈妈,我也或多或少有着中国式家长的焦虑,也曾买过几本“育儿经”,试着“照书养”,生怕没有为孩子提供良好的培养环境和培养方式,影响到她的未来。
对这本书的阅读和翻译在一定程度上缓解了我的焦虑,使我更加意识到遗传因素对于孩子的性格、兴趣和特长的影响;使我意识到我们不能简单地按照自己的意愿和想法来要求孩子,更不能将书本、邻居或是其他标杆生搬硬套到自己孩子身上。我开始更多地关注和发现孩子的爱好和特长,更多地关注因材施教,使得“基因蓝图”能够发挥其最大的潜力。
诚然,基因蓝图很重要,但它不是宿命论的借口。我们不该因为这些统计学的概率,因为这些用于衡量整个群体在特定时间和特定发展阶段的特征,而忽略了每个个体的独立性和可能性。机会是留给有准备的人的,当那些不可预见的、“随机的”环境因素到来时,曾经的努力和准备也许能够帮助我们更好地成就人生价值。
刘颖
2019年冬于燕园