多少基因 多少环境
10 05 2007年
一般人一想起遗传，就以为是“父母有子女就有，父母无子女就无”这么简单。其实不然。即使是像色盲这类由单个基因控制的遗传病，也不存在这样简单的因果关系，更何况像一开头提到的那些性状可能与多个基因有关，需要有合适的基因组合才会表现出来。子女并非父母的克隆，而是父母基因的组合，各继承了父母双方一半的基因，因此即使某种性状完全由基因控制，子女也会出现与父母不同的情形。
要确定某个性状的差异是否与遗传因素有关，不能靠个人的经验，而要做科学的研究。例如，甲身高1米8，乙身高1米6，我们如何确定这个身高差异与遗传有关呢？我们可以设想做一个理想实验，分别克隆甲和乙，然后对换生长环境，即让小甲在乙的环境、小乙在甲的环境中生长。如果小甲、小乙长大后身高还和甲、乙一样，则说明身高差异完全是遗传因素决定的；如果小甲、小乙的身高倒了过来，分别成了1米6和1米8，则说明身高差异与遗传因素毫无关系，纯粹受环境因素的影响；如果情形处于这二者之间（比如小甲和小乙的身高都是1米7），则说明身高差异同时受遗传和环境因素的影响。
但是我们不能像对待其他生物一样对人做这样的遗传实验。且不说我们现在还不能克隆人，即使以后技术成熟，伦理也会禁止做这种克隆实验，更何况要完全模拟一个人的生长环境也是不可能的。
怎么办呢？幸好大自然已经为我们做了克隆实验——孪生子。孪生子分异卵孪生子和同卵孪生子两种。异卵孪生子是两个（或更多个）的卵分别被两个（或更多个）的精子受精产生的不同受精卵分别发育而来的，他们并非克隆，其遗传相似程度与同一对父母在不同时间生下的两个孩子是一样的，平均为50％。同卵孪生子则是由同一个受精卵分离成两部分后发育而来的，因此他们具有相同的遗传物质，其遗传相似程度可以认为是100％。同卵孪生子才是真正的克隆。
同卵孪生子的外表和许多特征看上去都非常相似，人们马上会想到这是因为他们具有完全一样的基因。但是孪生子的生长环境一般来说也非常相似，我们怎么知道其性状的相似性不是由于相似的环境导致的呢？有些同卵孪生子生下来不久就被分开在不同家庭抚养，也就是说，他们的生长环境变得不一样了。这时候如果他们还和在同一个家庭抚养的同卵孪生子一样具有相似的性状，就可认为是由于有相同的基因而不是相似的环境引起的。
不过，这个假定并不完全可靠，因为孪生子在被分开抚养之前，至少已有九个月的时间是处于相同的环境中的（母亲的子宫），而且在不同的家庭抚育，并不等于其生长环境就完全不同，其中完全有可能有很相同的环境因素。另外，要找到很多被分开抚养的同卵孪生子加以调查，并非易事。
要克服这个困难，可以采用另外一种研究办法：比较同卵孪生子和异卵孪生子。如果同卵孪生子某种性状的相似程度高于异卵孪生子，那么这高出的部分，就可以认为与基因有关，因为同卵孪生子之间的遗传相似性要比异卵孪生子高出一倍。
因此，通过研究孪生子可以计算出遗传差异与性状差异的相关性。遗传学家把这个数字称为遗传率。如果性状差异是完全由遗传差异引起的，遗传率为1，如果性状差异与遗传差异毫无关系，遗传率为0。通过研究我们知道，人的身高的遗传率大约是0.8，性格的遗传率大约是0.5，近视的遗传率则高达0.9左右。
这些结果有的是预料之中的，有的却有点匪夷所思。近视的遗传率如此之高，就让人感到意外，因为“生活常识”告诉我们小孩用眼不卫生才导致近视。但是还有其他的证据表明近视与遗传密切相关。例如，父母近视的小孩患近视的比例要比父母不近视的小孩高出4倍，同一地区甚至同一学校的不同族群的近视比例存在显著的差异（一般以华人或亚裔的比例最高），而且已有多个染色体位点（基因的位置）已被确定与近视有关。
必须注意到，孪生子研究、遗传率计算都有其局限，会受到许多不明因素的影响，未必非常可靠，更非像数字显示的那样精确。但是它能让我们对遗传因素有个初步的概念，为深入的研究打下基础，这至少胜过没有任何科学依据的想当然。
2007.5.7.
（《中国青年报》2007.5.9）
(XYS20070509)
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