人类身高有多少是遗传的，多少是由于营养引起的？

导  读

白人约80%来自遗传，20%来自环境（特别是营养），亚、非洲约65%来自遗传，35%来自环境（特别是营养），当然还有一些特别因素.，如药物、营养补充剂...

原题：How much of human height is genetic and how much is due to nutrition?

出处：https://www.scientificamerican.com/article/how-much-of-human-height/

日期：2006年12月11日

译者：陈能场（中国土壤学会土壤科普工作委员会主任，广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员）

斯夫斯大学Jean Mayer美国农业部人类营养老龄化研究中心（the Jean Mayer U.S. Department of Agriculture Human NutritionResearch Center on Aging at Tufts University）的分子生物学家Chao-QiangLai（赖超强？）回答了这个问题。

图片来源: Getty Images

这个问题可以改写为：“身高变化（个体之间的差异）有多少可归因于遗传效应，有多少归因于营养效应？”这个问题的简短答案是，个体之间的身高差异中约有60％至80％由遗传因素决定，而20％至40％则可归因于环境影响，主要是营养因素。这个答案是基于对人类身高“遗传力”的估计：由于遗传因素造成的身高总变异的比例。

人的身高是一种定量的或指标特征，即数量上可度量的特征，并由多个基因和环境因素控制。许多研究估计了人类身高的遗传力。通常，这些研究通过估计亲属之间的相似程度来确定遗传力。通过将亲属（双胞胎，兄弟姐妹，父母和后代）之间的遗传相似性与其身高相似性相关联，可以将遗传效应与环境效应区分开。为了准确地衡量遗传相似的亲属的亲密程度，可以衡量他们共享的遗传标记的数量。例如，澳大利亚昆士兰医学研究所的彼得·维舍尔（Peter M. Visscher）最近报告说，基于3375对澳大利亚双胞胎和兄弟姐妹，身高的遗传力为80％。这一估计被认为是公正的，因为它是基于大量的双胞胎和兄弟姐妹以及广泛的遗传标记调查得出的。在美国，白人的身高遗传力估计为80％。另一项对8798对芬兰双胞胎的研究也很好地支持了这些估计，其中男性的遗传性力78%，女性的遗传力为75%。其他研究表明，白人的身高遗传力甚至高于80%。

但是，由于不同种族的人口具有不同的遗传背景，并且生活在不同的环境中，因此，身高遗传力可能因人口而异，甚至在男性和女性之间也不同。在亚洲人口中，身高的遗传力远低于80％。例如，2004年，中国湖南师范大学的Miao-Xin Li及其同事根据中国385个家庭的人口估算身高遗传力为65％。 1978年，英国纽卡斯尔大学的D. F. Roberts及其同事进行的一项研究表明，在非洲人口中，身高遗传力也较低：西部非洲人口的这一比例为65％。遗传力的多样性主要是由于种族的遗传背景不同以及他们所经历的独特环境（气候、饮食习惯和生活方式）所致。

遗传力使我们能够研究遗传因素如何直接影响一个人的身高。例如，一群白人的遗传力为80％，平均身高为178厘米（大约5英尺10英寸）。如果我们在街上遇到一个身高183厘米（六英尺）的白人，遗传力会告诉我们，他的额外身高的哪些比例是由遗传变异引起的，而哪些比例是由他的环境（饮食习惯和生活方式）引起的。这个人比平均身高高五厘米。因此，额外的5厘米或4厘米中的80％是由于遗传变异引起的，而1厘米是由于环境影响（例如营养）引起的。

如果父母的身高已知，遗传力也可以用来预测一个人的身高。例如，假设一个身高175厘米的男人与一个身高165厘米的女人结婚，两者均来自中国，男性的平均身高为170厘米，女性的平均身高为160厘米。我们可以预测其子女的身高，假设该人群中男性的遗传力为65％，女性的遗传力为60％。对于儿子而言，与总体平均值的预期身高差为：0.65 x [（175-170）+（165-160）] / 2，等于3.25厘米；对于女儿，差异为0.6 x [（175-170）+（165-160）] / 2，等于3厘米。因此，儿子的预期身高为170 + 3.2或173.2 cm，而女儿的预期身高为160 + 3或163 cm。另一方面，环境影响可以使儿子的身高增加1.75厘米：0.35 x [（175-170）+（165-160）] / 2，女儿的身高增加2厘米：0.4 x [（175-170）+ （165-160）] /2。当然，这些预测仅反映了两个兄弟姐妹（兄弟姐妹）中每个兄弟姐妹的平均预期身高；实际观察到的高度可能会有所不同。

通过这些计算，我们认识到，对于中国人口来说，某个后代的身高，环境（主要是营养素）只能变化约2厘米。这是否意味着无论在孩子的环境中发生什么，身高的变化都不会超过此？特殊治疗和营养补充剂可以进一步增加身高吗？答案是肯定的。决定最终身高最重要的营养物质是儿童时期的蛋白质。矿物质（尤其是钙）以及维生素A和D也影响身高。因此，儿童时期的营养不良对身高有害。一般而言，男孩在20岁前时会达到最大身高，而女孩在十五岁前后时会达到最大身高。因此，青春期前充足的营养对于身高至关重要。

此外，尽管儿童疾病可以抑制最终身高，但人类生长激素治疗可以弥补这种生长缺陷。但是，不能根据遗传力预测通过这种治疗或特殊补充剂加速的身高。有两个原因：首先，尚未估计生长激素治疗人群的遗传力。其次，基因和生长激素可以协同相互作用来影响身高，即它们的作用可能不会简单地相互叠加，而可能会增加最终的作用。

然而，问题仍然在于，为什么具有相似遗传背景的不同人群可能具有不同的遗传力？答案当然是环境影响。当特定环境使某个特征的种群的遗传潜力最大化时，该种群倾向于具有更高的遗传力，反之亦然。在发达国家，儿童发育的营养很充足，假设没有选择或没有新的突变（no selection or new mutations），则可以最大限度地增加身高的遗传潜力。因此，总体遗传力估计往往更高，即80％。相反，在发展中国家，营养不足导致遗传力降低。在过去十年中，美国人口的平均身高几乎趋于稳定，这一事实表明，至少在美国，营养环境几乎使身高的遗传潜力最大化。就身高而言，改善其他地区的营养可能具有类似的好处。

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