如果不谈公式,什么是遗传度?
从一个困扰的问题开始
是否你们也曾被这样一个问题困扰:找对象。找对象难、狗粮难咽已经成了当代年轻人,哦不,中年人时常挂在嘴边的话题。
不知道今年的疫情下,加长版的春节假期你们过得怎么样呢?七大姑八大姨是否又开始劝你:差不多得了,找个能过日子的就行!似乎话题到了这里,我们不得不聊聊“找对象的标准”。姑娘们普遍要求男方个子不能太矮(最好180以上)、长相得看得过去(北太平庄吴彦祖)、人品要好、能力不能太差。男性单身汪到了这个年纪,对异性的要求就更加骨感了:女的、活的。。。
上述纯属闲扯,离我们的主题也是越来越远,但不妨仔细琢磨琢磨却发现这样的择偶要求是具有一定生物学合理性的。举例来说,为什么姑娘们普遍要求男方身高要高呢?难道女高男低就不能拥有幸福了么?当然能,但是活生生的例子也在面前摆着。试想,亭亭玉立、四肢修长的金莲和她新交的身高不足五尺的男朋友Darlang走在路上,当今社会的刻板印象会让我们觉得:1)不般配;2)Darlang应该有钱。除此之外呢?女性普遍中意身高体健的男性有没有其他的原因呢?当然有。雌性动物也会挑选健康、强壮、羽翼丰满或皮毛亮丽的雄性配偶进行交配,那些老弱病残得不到雌性的芳心,从而丧失了将自己的基因延续下去的机会,这是多么聪明的配偶性选择机制啊!反观动物,鲜有一夫一妻从一而终的现象,动物对配偶精心挑选的主要原因就是为了后代的延续。同样,人类女性的择偶标准其中一部分也是出于对后代性状(例如:身高、双眼皮等)的考虑。
要怪姑娘们看“脸”么
关于身高,早在19世纪80年代,高尔顿就发现父母和子女的身高有一定关系。他将父母身高的平均值(横轴)和其中一个孩子身高(纵轴)画成散点,发现趋势近似一条直线。也就是说:当父母身高较高的时候,孩子身高也较高,并且,孩子的身高大多位于父母身高之间位置。他认为这是自然界具有的一种神奇的约束力,使得人类的身高有回归到父母中心的趋势,从而稳定在一定范围内。BTW,这就是统计上“回归”的由来。
我们小时候都被说过类似的话:“这孩子鼻子真像他爸爸!”“哟,这孩子长得像极了他妈妈小时候。”当基因、遗传的概念被普及之后,我们听到了更多的描述:“这孩子这聪明劲肯定遗传了他爷爷。”“这孩子不会遗传他爸的秃顶吧。”孩子总是会和父母、兄弟姐妹们有一定的相似,并且和爷爷奶奶叔叔伯伯等大家族的亲戚们有着或多或少的相似。现在大家都认可,这大概是基因遗传的原因。然而,不得不引起我们注意的是,我们对孩子最终成年身高的估计已经不能在沿用高尔顿的假设了。现在的大部分孩子往往会高于父母双亲的身高,这又是为什么呢?这个问题不难回答,就连上年纪的老人也能清晰地告诉你:“现在孩子营养多足啊,现在哪还有个子特别矮的?”一语道破。所以,这里给遇到真爱,但纠结于男方身高的女孩们一句忠告:“这年头找到个喜欢的不容易,孩子身高这个东西后天可以弥补。”
会打洞的小老鼠
老话说的好:龙生龙、凤生凤、老鼠的儿子会打洞。真是折服于老祖宗的智慧,这句话得品,得细品。龙为啥生龙,生不出其他玩意儿来?因为基因在那摆着,存在着和其他物种之间的生殖隔离。那为啥老鼠的儿子会打洞呢?不排除有天赋的成分,我想更多的是后天的学习。有这样的例子,被养父母收养的小孩脾气、秉性越来越像养父母;双胞胎之间往往要比跟其他兄弟姐妹更像。这些例子都告诉我们,像不像这个东西得看基因,也得看生长环境和经历。你就比如说,我祖父母、父母都不近视,唯独我年纪轻轻就戴上了眼睛,这说明:知识(玩电脑)改变命运。先天的因素固然非常重要,比如你的血型、瞳色等,但在漫长人生中,外在的环境、培养以及自身的努力也是必不可少的。写到这里,不得不放一张去年红透了的逆天改命小魔王:我命由我不由天。
当一种特性(性状)可以通过基因遗传时,我们可以说它具有遗传性。有些遗传特征,比如一些隐性基因病、发色、双眼皮等是完全有基因决定的。这里请不要杠染发和割双眼皮,一定要割要记住:亚洲人眼普遍肿,扇形比欧式大平行更适合,另外内眦赘皮了解一下。然而大部分的性状都是部分遗传的,比如性格、身材等。
嘛是遗传度
遗传度(Heritability,又称遗传力)就是一个用来描述性状表征与遗传有多大关系的值。这里暂且不说具体的计算和估计方法,先就这个概念进行阐明。
常见的遗传度的定义为:由遗传变异所解释的性状变异的比例(heritability is the proportion of variation in a trait explained by inherited genetic variants)。换句人话,遗传度就是人们的DNA上的差异在多大程度上能解释他们性状(比如个子)上的差异。遗传度在数值上介于0~1之间(是个比例嘛)。
通过这个值,我们可以粗略地知道我们有多大的把握通过基因预测性状,或者在多大程度上可以通过我们的性状表现预测父母的。此外,遗传度还描述了基因物质对于一个性状的重要性,例如遗传度=1,则说明遗传解释了群体中人和之间性状的差异;而遗传度=0则说明这个性状几乎不会遗传。这里需要注意的是,遗传度高并不直接说明有一些特定基因影响该生物性状,它只能说明存在着直接或者间接的基因贡献。
此外,还有比较重要的一点是,遗传度这个指标是一个群体的概念,对个体来说是没有任何意义的。也就是说,我们可以说遗传度反映了一个群体中(比如中国人或者缅因猫)个体之间某个表型的不一致是多大程度上由于遗传因素产生的,而不能某个人的头发颜色的百分之多少受到遗传因素控制。当然,由于遗传度是对群体中性状变异的解释,那么群体的选择和确定有时候是很重要的。来自不同国家、民族、出生年代以及处于不同社会经济地位的群体所具有的遗传度可能会有所不同。
当然,某个性状遗传度的数值大小也取决于这个性状是如何测量的。一些性状测量难度比较大,就可能存在更大的随机测量误差,因此估计得到的遗传度可能就较低(毕竟随机误差是不会遗传的)。
这里歪个楼,顺嘴提一句:对于一些群体上没有变异性状呢?例如,假设心脏位于偏左的位置(不考虑逆位的情况)是受到100%基因控制的,那么由于群体性状上不存在变异,也说明基因上也不存在个体之间的差异,从而遗传的概念在这里是不适用的。当然,大部分性状还是存在变异的,不然大家都是一个模子刻出来的啦!
遗传度并不是既定的,遗传度高的性状并不意味着一定从父代会传递到子代。遗传度也不是一成不变的。遗传度是一个百分比,反映了遗传因素和环境因素之间的平衡关系,但这种平衡并不是指“非此即彼”。比如,当所观测群体所处的环境发生变化(比如年龄变大、气候改变等等),遗传度也会有相应的改变。此外,环境在一定程度上也会影响基因的表达,正如“橘生淮北则为枳”所述,二者之间的关系是相当错综复杂的。
另外,回到上面话题,遗传度高也不代表我们就不能让我们的特质向着自己希望的方向发展。比如,头发颜色是高度遗传的,然而染发可以轻松让我们拥有五颜六色的头发;医美也是改变既定容貌和身材的途径之一。虽然人工双眼皮可能不能遗传保留,但是变美的追求搞不好会传给后代。科技在进步,你所看到的也许并不是本来的模样,但一定是我们当下能够达到的最美好的样子。
为啥要算遗传度
我认为,对某个性状的遗传度进行估计是我们了解、认知、深入该性状遗传学特性的一个起点和基础,而不是最终目标。对于遗传学科学家来说,遗传度数值可以帮助他们去筛选哪一些性状可能是值得进一步研究分析的。同时,也可以告诉我们想要了解某个性状的形成,是否有必要考虑遗传因素的影响。在医疗上,一些身体指标(BMI、血压、药物过敏史等)的遗传性研究可以帮助医生更好的进行诊断和治疗,以及对患者预后进行评定。
最后我想说,遗传度不具有足够的能力来完全描述“先天与后天”,因为二者之间从来都不是简单的对抗关系,而且从基因到行为(尤其是思想)是极为复杂的过程。但是,对于遗传度的研究至少可以让我们初步了解他们是如何相互作用的,并且可以为后续的研究和实践提供便捷和思路。