父母没遗传给你的基因竟然也能决定你能不能读博士?!
几个世纪以来,人们在先天本性和后天培养之间划出了界限。在19世纪,英国博学之人弗朗西斯•高尔顿(Francis Galton)提出了“先天本性对比后天培养”这一学术用语。他设想了一场塑造了我们每个人的先天遗传和后天经历之间的战争。并在1874年写道:“当先天本性与后天培养一争高下时,前者确实更胜一筹。”
弗朗西斯•高尔顿爵士
现如今,科学家可以做一些高尔顿当年无法想象的事情:他们可以追踪我们从父母那里继承来的基因。他们不断获取关于个体遗传到的基因是如何影响个体经历的信息,这些影响涵盖各个方面,从我们患癌症的风险到我们吸烟的倾向等。但是,准确地检测DNA中任何特定的变异如何塑造了我们的生活,却比高尔顿曾经猜测的要复杂得多。先天本性与后天培养之间并没有清晰的界限:如果真的发生了特定的变化,那么这个变化有可能取决于你所处的环境。
最近发表在《科学》杂志上的一项研究为这种复杂性提供了惊人的新证据。研究人员发现,基因或有助于决定孩子求学阶段的时间长短,但其中一些基因是通过“远程操控”,即通过影响父母的方式进行的。
论文作者随机选择了一个新词汇来描述这种效应:遗传养育(genetic nurture)。“有些科学家习惯于追踪个体携带的基因和这些基因所控制的性状之间的联系,对于这些科学家来说,这一新概念让他们有点摸不着头脑。”
“基因或许并非通过直接影响你而塑造了你,而是因为它改变了你所处的环境。” 德克萨斯大学心理学家佩奇•哈登(Paige Harden)说道。他以共同作者的身份撰写了这篇新研究的评论:“在你身体发肤之外,还有些事正在发生。”
早在科学家能够轻松解读DNA之前,就有一些线索表明,基因会对一个人求学阶段的时间长短造成影响。研究人员将同卵双胞胎——拥有几乎完全一致的DNA——与异卵双胞胎进行了比较,研究发现同卵双胞胎的受教育程度往往比异卵双胞胎更接近。
最近的DNA测序革命给研究人员提供了一种新的方法来研究这种关联性。例如,在2016年,英国的研究人员对数十万人进行了调查。调查分析后,将74种不同的基因突变与参与者在求学阶段的时间长短关联起来。这些突变中的一些活跃在发育中的大脑中,可能影响着相关的性状,例如,人们学习新单词的能力,面对长期目标的自我激励等方方面面。
即便有这些发现,基因和教育之间的联系仍然是模糊的。平均而言,每一种基因突变对教育总时长的影响只有几周。当研究人员试图估算这些突变在整个人群中有多重要时,他们得到的数据往往是不同的。一些研究人员估计这一比例为21%,另一些人则认为这一比例高达40%。这两个数据意味着很多突变产生的效果不单单用遗传学来解释,环境因素或许还解释了这些基因突变产生的影响。例如,家庭的富有程度,或者孩子就读学校的质量,或者他们暴露在污染环境中的情况。
2013年实施了第一项DNA与受教育程度的研究,一位名叫阿尔伯特•孔(Albert Kong)的遗传学家对研究结果进行了筛选。当时,孔博士正供职于冰岛的一家名为DeCode的基因公司,所以他能够在公司的冰岛人DNA数据库中寻找其中的一些突变。
孔博士想知道其他研究人员是否漏掉了一些非常重要的东西。“我突然意识到,造成这种影响的部分原因可能来源于父母。”他说道,“然后我就被这个想法迷住了。”
孔博士很好地验证了这个想法。DeCode公司拥有冰岛338 349位居民中的许多人的遗传记录,其中包括许多对父母及其子女。在DeCode公司向研究对象询问的问题中,就包括他们完成了多少年的学业。研究人员将21 637名冰岛人的DNA与他们的父母进行了比对。当然,父母各自把自己的一份基因拷贝遗传给了他们的孩子。其中一些可能与受教育程度有关,有些则无关。然而,孔博士和他的同事把注意力集中在父母携带而未遗传给子女的基因突变上。研究人员发现,这些突变预测了其子女求学阶段的时长——尽管孩子并没有从父母那里直接遗传到这些基因突变。
在这项新的研究中,孔博士和他的同事使用了一种新的方法来衡量基因对教育的影响。他们没有去检测是否每一种基因突变都会产生明显的影响;相反地,他们将人群DNA中成千上万种突变的影响累计起来,即使某个突变的影响十分微弱。
父母的任何单一突变对孩子的教育产生的影响都十分微弱。但是,研究人员发现,这些未遗传的基因联合起来则会造成显著的影响。他们的综合效应大约占孩子实际遗传下来的基因产生效应的30%。
“遗传的直接效应比人们想象的要小得多。”现为牛津大学教授的孔博士说道。这是怎么造成的呢?孔博士推测,父母携带的基因会影响孩子成长的环境。他说:“与未来规划相关的变异可能对养育子女有着最大的影响。”
哈登博士预计,“遗传养育”将会是一个非常复杂的现象。“我的直觉告诉我,这不是独立事件,而是一组事物的综合。”她说道。
正当哈登博士和其他研究人类行为的研究人员称赞这项研究揭示了关于先天本性和后天培养中的一些新内容,研究动物的一些研究人员回忆起了他们的研究结果。
“我对这些发现并不感到惊讶。”在荷兰瓦格宁根大学进行牲畜研究的皮特•毕叶马(Piter Bijma)说道。毕叶马博士领衔的研究团队积累了大量的证据,表明动物不仅受到自身基因的影响,还受到父母基因的影响。小牛犊的生长速度可能会非常快,这得益于它们自身的促生长基因,或者得益于它们母亲自身携带的同种促生长基因,这种基因会促使它们的母亲产生更多的乳汁。小牛可能会从母亲那里继承这些促进产奶的基因突变。但是,仅仅因为小牛犊携带这些基因突变,并不意味着这些突变会直接使小牛犊长得更大。毕叶马博士发现,与其他哺乳动物相比,人类的孩童尤其依赖他们的父母——不仅仅是为了食物和其他必需品,更是为了社会性发展。因此,他们会受到父母相关基因的影响也不无道理。
毕叶马博士说:“人类无微不至地照顾他们的后代,因此他们对后代的培养很有可能受遗传作用。”
哈登博士说,遗传养育可以用以改进关于贫困对孩子在学校表现的影响的研究,同时也能改进关于提高教育程度的方法的研究。
“回想起来,这是如此的显而易见,又是如此的巧妙,”她说道,“很多人会说,‘我能够用新的视角来看待我的数据了。’”
本文作者卡尔•齐默(Carl Zimmer)是美国著名科普作家,担任多家杂志科学撰稿人。
资料来源:
https://www.nytimes.com/2018/01/25/science/children-parents-genes-education.html
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