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人性:多少基因多少环境

2018-01-31 方舟子 方舟子 方舟子

  每个人都有自己的个性,那么一个人的性格是先天决定的还是后天形成的?对性格的形成是遗传因素还是环境因素更重要?这是千百年来哲学家、科学家争论不休的问题,而采取哪种立场,有时与个人的体验有关。一位心理学家曾经说过,他的同事起初都是环境决定论者,直到他们有了第二个孩子,才意识到遗传因素的重要性。许多父母也有同样的感受。我的一位朋友、一个有两个儿子的母亲曾对我说,她很奇怪两岁的小弟弟和四岁的哥哥性格差别那么大,比如弟弟这么小就知道了撒谎,而哥哥却一直那么老实。既然都是在同一个家庭由同一对父母养育的,发育、生长环境类似,那么很自然的,人们就会把这种明显的性格差异归因于先天的因素。


  这种直觉未必正确。实际上,两个小孩的发育、生长环境已有了很大不同。在生育第二个孩子时,父母已不像生育第一个孩子那样没有经验,而且,第二个孩子的生长环境多了一个哥哥或姐姐。后出生的孩子倾向于比头胎更健康,比如较不容易患过敏症。这些环境、身体差异都可能对性格形成产生重大影响。美国心理学家舒洛威(Frank Shulloway)花了20年时间研究出生顺序与人格差异的关系。他的分析表明,头生者与后生者相比,其思想更正统一些。那些挑战传统教条的思想家、科学家大部分是后生者。在800位杰出科学家中,60%的后生者支持过革命性的学说,而只有40%的头生者如此。或者说,后生者更倾向于反叛。后生者比头生者更喜欢从事危险性的体育活动,比如橄榄球、跳伞、拳击。其他研究者也发现了出生顺序与人格差异的其他相关性。例如,古典音乐的作曲家,更多的是头生或单生。男同性恋者中,头生者比例较低。


  显然,比较兄弟姐妹难以区分遗传和环境因素的影响。孪生子是更合适的研究对象。我们对人格遗传的了解,很大程度上来自于对孪生子的研究。孪生子分同卵孪生子和异卵孪生子两种。异卵孪生子是两个(或更多个)卵分别被两个(或更多个)精子受精产生的不同受精卵分别发育而来的,虽然他们在同一时间位于同一子宫,他们的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%。同卵孪生子则不同,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%。导致受精卵分离产生孪生子的原因目前还不是很清楚,这种分离可以发生于受精卵发育早期的不同阶段,发生得越晚,孪生子越相似。如果分离发生于受精后的三、四天或更早,孪生子有不同的胎盘。如果分离发生于受精四天以后,则卵生子通常共享一个胎盘(大约70%的同卵孪生子属于这种情形)。在很偶然的情况下,分离会在受精后十天才发生,这时候孪生子的身体无法完全分开,会成为连体孪生子。这三类同卵孪生子在遗传上都是相同的,但是不同的发育过程会导致某些差别,例如,有不同胎盘的同卵孪生子会长得略微不同。我们还必须认识到,人的发育并不是一个完全由遗传因素决定的过程,而受到许多随机因素的影响,因此即使是具有相同的基因组、在相同的环境下发育的两个受精卵,也不可能发育出完全相同的两个胎儿。特别是神经系统的发育,更受到随机因素的影响。在胚胎和胎儿发育过程中,新形成的神经突触在很大程度上是随机地长出,与周围的神经元或肌肉细胞连接。那些未能形成连接的神经元将死亡,那些形成连接的神经元则保留下来,该连接基本上会终身不变。因此,同卵孪生子即使刚刚生下来,其身体构造也已有了差异,特别是神经连接会有所不同,因而能导致其人格发育的不同。


  有两种方法可以用于研究孪生子性格中的遗传因素。一种是比较同卵孪生子和异卵孪生子的异同。如果某种行为特征在同卵孪生子之间的相似程度并不比异卵孪生子高,那么我们可以认为这种特征的遗传程度很弱。反之,如果同卵孪生子在某种行为特征的相似程度高于异卵孪生子,那么它就很可能是受到遗传影响的。另一种方法是比较出生后不久就被分开在不同家庭抚养的同卵孪生子和在同一个家庭抚养的同卵孪生子。这个办法的依据是认为在不同家庭抚养的孪生子有不同的生长环境,因此其相似性就可认为是由于有相同的基因。这个依据并不完全可靠,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。


  我们都听说过,在看来非常不同的家庭中长大的同卵孪生子往往有许多令人惊讶的相似之处。在大众报刊上我们已读到了太多的这种故事。许多被大肆宣扬的惊人的相似(例如与名字相同的人结婚)无疑是巧合。这些故事即使是真的,也已经过了精心的挑选才被报道出来,他们代表的只是极端的情况。那些不太相似甚至很不相似的同卵孪生子因为其故事无趣,而被忽视了。而事实上,还存在另一种极端,即极其不相似的同卵孪生子。例如美国十九世纪著名的“暹罗连体兄弟”,不仅同卵,而且连体,从他们诞生之时起,就一刻也没有分离过,基因和环境都完全相同,然而他们的性格却绝然相反,一个暴躁,一个平静;一个思维敏捷但兴趣狭窄,一个反应迟钝但兴趣广泛;一个是酒徒,一个则是赌徒。要利用孪生子研究遗传对性格的影响,并不能依据极端的个案,而必须对大量的孪生子做调查、统计。在世界上,已有多项这种调查,其中最大的一项是美国明尼苏答大学托马斯·保查德(Thomas Bouchard)负责的,他们共研究了8000多对同卵孪生子和异卵孪生子,包括130多对在不同的家庭长大的同卵孪生子。他们之所以能找到这么多被分开抚育的同卵孪生子,得益于美国历史上一个悲惨的时期:三、四十年代的经济大萧条迫使许多贫苦家庭把刚出生的孪生子分开送人抚养。以后很可能再难以有这样的研究机会。


  研究者对孪生子进行了深入具体的面试,以了解其生活环境,对社会、宗教、哲学问题的看法,并用一系列心理测试判断其职业兴趣、思维能力和性格倾向。在对孪生子进行面试和测试时,总是同时然而分开地进行的,以避免他们有意无意地交换信息。从1990年开始,明尼苏答研究小组发表了几篇论文报告他们的研究结果。这项研究的最终目的是为了决定人的个体差异有多少是由基因决定的,又有多少是由环境决定的(至于随机的因素无法研究,只好忽略)。环境可以分为两种:共享环境和非共享环境。比如在同一个家庭长大的两个小孩,他们有共同的父母和其他亲属,这是其共享环境,但是他们可能上不同的学校,有不同的同学和朋友,这是其非共享环境。用公式表示,即是个体差异等于基因、共享环境和非共享环境之和。


  明尼苏答小组研究了孪生子在生理、智力、性格等方面的异同,这里我们只关心性格的情况。现代心理学一般用五种量度综合评价一个人的性格:友好程度(“讨人喜欢、和蔼、友好”对“爱争论、有攻击性、不友好”)、严谨程度(“有条理、负责任、可信赖”对“粗心、易冲动、不可信赖”)、外向程度(“果断、外向、活泼”对“畏缩、内向、冷淡”)、神经质程度(“不焦急、稳定、自信”对“焦急、不稳定、不自信”)、开通程度(“有想象力、喜欢新奇、有创造性”对“目光短浅、避免风险、爱模仿”)。心理学家通过问卷和询问研究对象及其亲属,而按这五种量度对研究对象的性格加以评判。两个人的相似程度则以0和1之间的一个数字表示:0表示两个人没有一点相似之处,1表示两个人完全相同。即使是同一个人在不同的时间进行测试,也不可能总得到完全相同的结果,相似性大多会在0.9和1之间。而即使是随机抽取的完全无关的两个人,也不可能一点也不相似,但其相似程度很少超过0.05-0.1。因此在样本足够大时,0和1实际上是不能得到的。


  根据明尼苏答小组的研究结果,如所预料的,同卵孪生子的性格相似程度明显大于异卵孪生子。一起长大的同卵孪生子的五种性格量度的相关性平均为0.46,分开长大的同卵孪生子,这一数字为0.45。这说明同卵孪生子的性格相关程度,与他们是否在相同还是不同的环境长大无关。分开长大的异卵孪生子的性格相关程度平均为0.26,大约是同卵孪生子的一半,这与他们的遗传相似程度是同卵孪生子的一半相符。从同卵孪生子和异卵孪生子得到的相关性可以用于计算遗传差异与性格差异的相关性。平均来说,大约50%的性格差异是由于遗传差异导致的,或者说,遗传因素对性格的影响大约占了一半。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。其他的类似研究的结果,所得到的性格遗传率,一般在0.2-0.5之间。


  为什么类似的研究却会得到不太一致的结果呢?我们必须注意到,遗传率是受很多因素影响的。如果环境条件未能使遗传差异的影响充分体现出来,那么所得到的遗传率就会偏低。例如,让老鼠在单调的环境下长大,然后用迷宫做测试,会发现它们的记忆能力都很差;而如果让老鼠在复杂的、富有刺激性的环境(比如有很多玩具)下长大,会发现它们的记忆能力都很好。在这两种环境下,不同遗传品系的老鼠的表现没有差异,我们会认为只有环境因素才决定老鼠的记忆能力。但是如果让老鼠在中等复杂程度的环境下长大,这时不同遗传品系的老鼠的记忆能力就出现了差异,只有在这时我们才发现遗传差异对记忆能力也有影响,才会得到一个比较恰当的遗传率。然而,如果我们使用的是同一个遗传品系的老鼠,那么不论在什么条件下,都是无法发现遗传差异的影响的,由此也可知,当研究对象的遗传差异较小时,遗传率会偏小。举个极端的例子。人人都会直立行走,那些不能行走的情形一般是由于环境因素(例如截肢)导致的,如果我们研究直立行走的遗传率,会发现它是零。但是遗传因素并非对直立行走没有影响,事实上它才是其决定因素,直立行走乃是人类最主要的遗传特征之一。可见,在研究遗传率时,会受到许多不明因素的影响,而遗传率小,并不都意味着遗传因素的影响不重要。


  我们只能极其简单化地说,遗传因素对性格的影响占了大约一半。至于剩下的一半,我们归于环境因素的影响。前面提到,环境因素可分为共享和非共享两种。那么哪一种更为重要?那些分开长大的同卵孪生子表现出来的性格差异,我们可以归于他们不同的的生活环境,也就是说,非共享的环境对性格形成也有重大影响。而共享的环境呢?如果也对性格形成有重大影响的话,一起长大的同卵孪生子的性格相似程度应该显著高于分开长大的同卵孪生子。但是我们看到的却并非如此,一起长大的同卵孪生子与分开长大的同卵孪生子并无显著差异。多项研究都表明,共同的家庭环境对小孩的性格发育只有轻微的影响。在处于模仿阶段的婴幼儿时期,家庭环境还有一定的影响,但是到了青春期以及长大离家之后,这种影响就几乎完全消失了。那些一起长大的兄弟姐妹之间的性格相似,看来主要是由于基因相似导致的,而不是共同的家庭环境导致的。而他们的性格不同之处,则主要是由于不同的社会环境导致的。


  但是人并不是被动地进入一个环境接受其影响。在很大程度上,环境是我们自己创造、选择的。在这个过程中,遗传因素并不能排除,它可能影响我们交什么样的朋友,喜欢或讨厌和什么样的人打交道,从事什么样的工作,而所有这些环境因素又都可能影响了我们的性格。遗传因素不同的人,即使在相同的环境中,也可能选择不同的事物,以不同的方式对待,从而创造出一个不同的环境。同样,遗传因素相同的人(例如同卵孪生子)在不同的环境中,也可能选择相同的事物,以相同的方式对待。分开长大的同卵孪生子,可能在相同的遗传因素的影响下而选择相同的书籍阅读,交类似的朋友,找类似的工作,而这些相同的环境,又反过来增强了其性格的相似性。把同卵孪生子的性格相似完全归于基因的直接作用,是过于简单化的。


  基因与环境的交互影响也是极其复杂的。一方面,如我们在上面已经提到的,没有合适的环境,基因的作用表现不出来。另一方面,基因也影响了我们对环境的反应。我们对环境的反应可以分成三个步骤:通过感官从环境中感受刺激,在中枢神经系统对信息进行处理,然后做出反应。遗传差异对这三个步骤的每一步都可能产生影响,从而影响了我们对环境的感受和反应。


  简单地说,我们可以说遗传因素和环境因素对性格的影响大约同等重要。两个人的遗传差异越大,环境越不同,性格差异也就会越大。而两个人的性格相似主要是由于相似的遗传因素引起的,共享环境的影响很小。但是我们必须记住,遗传因素和环境因素实际上是无法截然分开的,而是混杂在一起、交互发生作用的,从这个意义上说,区分影响性格的因素有多少属于遗传的影响,有多少属于环境的影响,是不可能的。遗传、环境,以及经常被忽视的随机因素,都对人性有重要的影响,这大概是我们对人性是天然还是使然这个千古难题所能做出的最好回答。


  2002.4.


(收入《方舟子自选集》。伊雁声《猫头鹰探长1:火焰岛的继承者》在当当、京东已到货)



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