理论上智力的50%可由遗传解释。但是行为遗传学的领军人物之一 Robert Plomin 却说基因决定了智力以及成绩,甚至预测了一个基因测IQ的时代的到来。这种基因决定论遭到了不少学者的反对,而 Plomin 也无法自圆其说。理论上,50%的智力可以用遗传来解释。然而,行为遗传学的领军人物之一罗伯特·普罗明(Robert Plomin)说,基因决定智力和成就,甚至预言了一个基因衡量智商的时代的到来。这种基因决定论遭到了很多学者的反对,Plomin也无法自圆其说。
来源性质等汇编七大天王
每个人的DNA中有30亿个碱基,但人与人之间99.5%的DNA碱基是相同的,只有1.5亿个碱基是不同的。但是,为什么这小小的0.5%会让人如此与众不同呢?
先天和后天的问题一直是学术界争论的焦点。1989年,发现DNA双螺旋结构的科学家之一詹姆斯·沃森(james watson)曾经说过,“我们认为人类的命运写在星星上。现在我们知道我们的命运在基因里。”
你的基因决定了你一生会平庸还是成功?还是后天环境决定的?虽然很多人认为先天和后天的影响,但是对于谁的影响更大却没有一致的看法。
然而,在研究了近50年基因与行为的关系后,行为遗传学的领军人物之一、英国科学院院士、伦敦国王学院遗传行为学家罗伯特·普洛明(Robert Plomin)站在了基因一边。
Robert Plomin普罗明
在麻省理工学院出版社2018年11月出版的《蓝图:DNA如何造就我们是谁》一书中,Plomin梳理总结了自己50年的研究经验。这本书开门见山地谈到了Plomin的核心思想:DNA“可以从你出生的那一天就预测你的未来,它是完全可信和不偏不倚的。”普洛明认为,人与人之间50%的行为和性格差异可以用遗传来解释。
普洛明在书中写道:“DNA不是最重要的因素,但它比所有其他因素加起来都重要。...好父母会生出好孩子,因为他们的基因是好的。”"基因是生命中最大的系统驱动力. "
普洛明说这话的时候,是依靠自己和别人多年的基因研究成果。但是无论基因决定一切与否,许多科学家都不同意普洛明的观点。
智力的50%来自遗传50%的智力来自遗传
普罗明在学术界以他对双胞胎的纵向研究而闻名,这是对双胞胎的长期观察。双胞胎研究一般研究某个特质,比如同卵双胞胎和异卵双胞胎的身高差异。前NASA宇航员,双生子 Mark 和 Scott Kelly 兄弟前美国宇航局宇航员,双胞胎马克和斯科特·凯利兄弟
比如同卵双胞胎身高的相关系数接近1(如果身高完全相同,相关系数为1;异卵双胞胎之间的相关系数为0.5,因此研究人员可以推断身高是一种高度可遗传的特征。但是智力的遗传力(遗传力指的是一个性状,比如一个群体中智力的变异有多大是由遗传因素决定的)没有身高那么确定。
同卵双胞胎智力的相关系数约为0.75,异卵双胞胎不到0.5,这意味着智力虽然可以遗传,但遗传性不如身高那么强。
仅仅停留在遗传力上并不能让研究者满意。普洛明的前辈们一直在努力寻找影响智力的单一基因。
例如,1906年至1918年,教育家、优生学家亨利·戈达德(Henry Goddard)领导了一系列关于低智力、学习障碍和“单孟德尔隐性基因”的研究。戈达德一直认为,单一基因可以决定智力。
然而,在不到一百年的时间里,学术界没有人相信单一基因可以主导学习障碍或智力。复杂的生物性状受多个基因影响,多基因评分就是在这样的共识下出现的。
多基因遗传评分是一种生物信息学工具,被包括普洛明在内的许多生物研究人员使用。始于1996年的全基因组关联研究(GWAS)由于出现了一种新的统计工具——多基因遗传评分,获得了更大的预测能力。
多基因遗传评分将找出与要研究的性状(如智力)相关的DNA中的单核苷酸多态性(SNP)。SNP一般指单基地(ATGC)的人际差异。然后根据相关SNPs的影响对多基因遗传分数进行加权,再加在一起得到分数。
有了多基因遗传评分,复杂的生物特质,比如行为就能得到进一步的遗传学解释。Plomin 曾说,这是遗传行为学家一直想要的做的事。研究生物行为和遗传之间关系的行为遗传学也是利用多基因遗传评分发展壮大起来的。有了多基因遗传评分,行为等复杂的生物学特征可以用遗传学进一步解释。普洛明曾经说过,这是遗传行为学家一直想做的事情。研究生物行为与遗传关系的行为遗传学,也是利用多基因遗传评分发展起来的。
目前在行为遗传学领域,利用多基因遗传评分技术,科学家发现智商(IQ测试主要测量G因子,即数学,空推理和语言能力。双胞胎研究发现,基因可以解释人与人之间一半的智力差异。)大约上千个基因。例如,2018年,由荷兰科学家领导的一项对26万人的研究筛选出了1016个与智力相关的基因。这项研究发表在《自然》杂志上。
但是这1000个基因都没有做出突出的贡献,各自的影响力都很弱。但是把它们加起来形成一个多基因风险评分是有意义的。
再比如,2018年,芝加哥大学经济学家丹尼尔·本杰明(Daniel Benjamin)和他的遗传学同事研究了110万人的受教育年限和基因,发现受教育多年和受教育时间短的人之间的差异可以用1271个SNPs来解释,而这些SNPs与神经发育有关。他们的研究发表在《自然遗传学》上。
因为这些研究发现,在《Blueprint》中,Plomin 指出:“如果你知道一个人的 DNA,你就可以预测其学习成绩。”因为这些研究发现,在《蓝图》中,普洛明指出:“如果你知道一个人的DNA,你就可以预测他的学习成绩。”
在2018年发表在《自然评论遗传学》上的一篇论文中,普罗明和伦敦政治经济学院的研究员索菲·冯·斯图姆(Sophie von Stumm)再次重复了这个让许多人感到不舒服的观点:未来父母会用基因检测来预测孩子的心智能力并制定相应的计划,因为智力的遗传率是50%,20%的基因组序列差异已经解决。
基因决定学习成绩?
但是,既然Plomin等研究发现遗传对人类人格和行为的贡献率是50%,那么剩下的50%不就是环境的作用吗?为什么环境对人没有影响?
例如,一项经典研究发现,富裕家庭的孩子在3岁时听到的单词比贫困家庭的孩子多3000万个。这3000万字的差距可以预测一个孩子9岁时的成绩。点击我查看详情。
对此,Plomin 该如何解释?普洛明应该如何解释这一点?
普洛明在2019年接受《新科学家》采访时说:行为遗传学领域的研究人员也在寻找环境因素的系统来源,但没有发现具有稳定效应的环境因素。环境因素对你人生轨迹的影响是不可预测的。比如他们研究过伴侣或者其他同龄人的影响,但是发现伴侣和同龄人对一个人的身心没有明确一致的影响。
找不到有没有用?这个答案并不令人满意。但他接着解释说,剩下的50%的环境因素并不是完全独立于遗传的,它们也与你父母给你的基因有关。
比如,你家的藏书量、父母爱不爱说话和你爸妈的喜好有关,而你爸妈的喜好的50%,又是他们的基因决定的,所以家庭教养环境反映的不过是父母的基因。比如你家里书的多少,你父母喜不喜欢说话,都和你父母的喜好有关,而你父母50%的喜好是由他们的基因决定的,所以家庭教育环境只反映了他们父母的基因。
换句话说,在Plomin眼里,你的成长环境也是由遗传的必然性驱动的。他还给出了遗传率随年龄增长的例子。智力的遗传率随年龄增长而增加的现象也被称为威尔逊效应,这是由基因研究员罗纳德·威尔逊在1978年首次提出的。威尔逊效应是学术界公认的现象。
很多人认为,随着年龄的增长,经验的积累,环境的变化,人的智力应该和父母有很大的不同。所以一个人的智力应该是小时候更像父母,而不是长大后。然而威尔逊效应发现,现实恰恰相反。同卵双胞胎、异卵双胞胎、兄弟姐妹、父母子女之间的智力相关系数会随着年龄的增长而增加。
威尔逊效应:同卵双胞胎之间(MZ),异卵双胞胎之间(DZ),兄弟姐妹之间(sib-twin),还是父母与子女之间(midparent-offspring)的智力相关系数都会随着年龄而增加。威尔逊效应:同卵双胞胎(MZ)、异卵双胞胎(DZ)、兄弟姐妹(同胞双胞胎)或中间亲代后代之间的智力相关系数将随着年龄的增长而增加。
图片来源:DOI: 10.2307/1129693换句话说,智力的遗传率随着年龄的增长而增加:婴儿期20%,青春期40%,成年期60%,老年期80%。
在普洛明看来,这说明人在成长和衰老的过程中,并不是随机选择自己的生活环境,而是根据自己的遗传背景选择适合自己基因的环境,使得自己的智力与父母相似。
所以,Plomin在书中说,所谓的一万小时的练习和成长思维模式,对大多数孩子来说是没有用的;除非成长环境极其恶劣,否则父母教养和学校教育对人的人格和智力没有显著影响;所以,上一所著名的私立学校,并不会让孩子的成绩更好。就学习成绩而言,基因比金钱更有发言权。
又如我们常说的“阶级固化”,即社会流动性的缺乏——父母的社会经济地位决定了儿女的社会经济地位,在 Plomin 看来就是基因在作怪。再比如我们常说的“阶级固化”,即缺乏社会流动性——父母的社会经济地位决定了孩子的社会经济地位,而在普洛明看来,基因在起作用。
他在2018年接受《卫报》采访时表示,遗传学已经彻底扭转了对阶级固化的认识。阶级固化不是社会环境造成的,而是基因造成的;父母的文化程度和经济地位是由基因决定的,而有钱人的孩子因为遗传了父母优秀的基因,所以收入水平比同龄人高。这就是普洛明所说的“先天后天养成的天性”。而Plomin关于养育环境和教育方式对人的性格和智力的影响的说法是不一致的,令人费解的。他在《蓝图》中说:它们是“有联系的,但没有作用”(物质,但没有影响)。
更离奇的是,普洛明在书的第82页写了“不要有所作为”,然后在第154页写了“父母可以有所作为”。
反对:基因测试可能会把爱因斯坦当成白痴来测试
当然,普洛明的基因决定论观点并不是每个人都买账的。许多科学家,包括参与筛选智商相关基因的研究人员,对未来进行智商基因测试的做法嗤之以鼻。
2017年荷兰研究领域的领军科学家、阿姆斯特丹自由大学的基因统计学家丹妮尔·波苏马(Danielle Posthuma)说:“我们永远无法仅通过DNA来猜测一个人的智商。我认为这样做不对。你要我,我就直接给这些人测智商。”
加州大学洛杉矶分校专门研究遗传学社会影响的公共政策科学家亚伦·帕诺夫斯基也严厉批评了这种做法。他认为,用这种技术来测量孩子的智商,最终可能会把爱因斯坦检验成白痴。“总的来说,这项技术比掷骰子精确一点,但是你想让你的孩子测量DNA然后被分到天才班还是落后班?”
《自然》(Nature)在2018年也就此专门撰文,斥责 Plomin 的基因决定论是“另一个已经名誉扫地的、简化论调的言论,这种认为基因完全控制人类本质的思想看起来非常危险。”《自然》杂志也在2018年就此写了一篇特别的文章,指责普洛明的基因决定论是“另一种被怀疑和简化的言论”。这种基因完全控制人性的想法似乎很危险。”
根据《自然》杂志,遗传学研究经常导致遗传学家。比如达尔文主义导致优生学,孟德尔主义导致裸体优生学。历史上有很多案例。比如1969年,著名教育家亚瑟·汉森(Arthur Hensen)在《哈佛教育评论》(Harvard Educational Review)中写道,非裔美国人和白人的智商差距是由基因决定的,所以对教育的额外投入对黑人是没有用的。
然而,哈佛遗传学家理查德·卢翁丁在1970年批评了詹森。他说营养丰富的时候,身高确实是高度遗传的;但是在饥荒时期,基因的影响就不那么显著了。所以认为遗传决定智商而不受环境影响是不科学的。
《自然》抨击的一个方面是,多基因遗传评分代表的是相关性,而非直接的因果关系。《自然》杂志攻击的一个方面是多基因遗传分数代表相关性,而不是直接的因果关系。
自然指出,多基因遗传分数本质上描述了一个相关——相关系数;要知道SNP本身只是一个DNA标记,相关基因可能就在附近,所以SNP不代表因果关系。目前我们还不知道SNP是如何影响人的大脑和行为的。普罗明不知道这个。他在书中反复强调相关性不能视为因果关系,但他认为这些相关性代表因果关系。
对此,《自然》批评道:“当你只有SNP的时候,一切看起来都像是基因。”
此外,目前而言,多基因遗传评分的预测性有限。另外,目前多基因遗传评分的可预测性有限。
2018年《麻省理工学院科技评论》的一篇文章指出,DNA的差异只能解释受试者不到10%的智力差异。当然,理论上,随着样本量的增加,这些数字会接近50%。以Plomin自己的研究为例。他经常测量数百对双胞胎出生时的多基因遗传风险分数,然后将他们的高考或中考成绩与他们20岁时的多基因遗传风险分数进行比较。
Plomin曾说:“(多基因风险评分)比任何其他因素解释更多的GCSE评分,无论是父母的教育水平还是社会经济地位。"
但Plomin多基因风险评分的解释力度有多大?
Plomin在《Bluprint》中指出,目前的多基因风险评分可以解释15%的GCSE评分差异;但对于遗传力高的身高,目前的基因组预测方法只能解释17%的遗传力。
如果把多基因遗传风险评分和高中成绩绘制成散点图,从数据本身我们看不到代表拟合度好的直线。
多基因遗传风险评分百分位(横坐标)和英国会考(GCSE)成绩百分位(纵坐标)的关系多基因遗传风险评分百分位数(横坐标)与GCSE评分百分位数(纵坐标)之间的关系
图片来源:doi:10.1038/nrg.2017.104实际的散点图看起来像一片长云。在里面可以看到,有些人DNA分数低,但是后来的结果很好。当然也有完全相反的例子。
以普洛明本人为例,他的精神分裂症多基因风险评分是第85百分位(百分位越高,风险越大),他在《Bluprint》中指出精神分裂症的遗传率高于智力,达到80%,即精神分裂症风险的人际差异有80%可以用遗传来解释。但是,今年71岁的他并没有成为精神分裂症患者。
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