孩子是父母生命的延續(xù),每個(gè)孩子身上都繼承了其父母的部分基因,基因決定著人的性狀,因此在各個(gè)方面,孩子往往與父母很相像。但是,在日常生活中我們發(fā)現(xiàn),孩子并不是父母兩人性狀的簡(jiǎn)單相加,而是有所偏向的,那么孩子究竟長(zhǎng)得更像爸爸還是媽媽呢?
誰傳給孩子的基因更多?
我們知道,大部分基因儲(chǔ)存在細(xì)胞核中的染色體上,人類孩子會(huì)分別繼承父母的22條常染色體和2條性染色體。照理來說,來自父母雙親的基因數(shù)目應(yīng)該是均等的,但實(shí)際上,無論男孩女孩,他們從母親身上獲得的基因都更多一些,因?yàn)檫€有一小部分基因隱藏在細(xì)胞質(zhì)的線粒體中。
精子在與卵細(xì)胞融合之前,在漫長(zhǎng)的游動(dòng)過程中就已經(jīng)將它的細(xì)胞質(zhì)消耗盡了,受精時(shí)精子可算是“凈身入戶”,著床前,受精卵完全依靠卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)生存。因此,由受精卵長(zhǎng)成的孩子,他/她的線粒體基因完全來自于母親。研究表明,線粒體基因的變異與二型糖尿病和帕金森病有關(guān),這些疾病更可能從母親那里遺傳。
除了線粒體基因外,來自母親的X染色體也比來自父親的Y染色體體積更大,X染色體包含上千個(gè)基因,Y染色體的基因則不足百個(gè)。因此,相對(duì)男孩,女孩身上來自母親的基因又要更多一些。X染色體上有一些隱性致病基因而Y染色體上沒有相關(guān)的抑制基因,所以這類疾病在男孩身上較女孩多發(fā),比如紅綠色盲癥和血友病等。
基因越多,優(yōu)勢(shì)更大?
既然母親的基因在孩子身上數(shù)量更多,是不是說孩子應(yīng)該更像母親呢?事情沒有那么簡(jiǎn)單。
孩子的許多性狀是由多個(gè)基因決定的,且這些基因通常分布在不同的染色體上。2012年,來自荷蘭的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)做了這樣一項(xiàng)研究,他們收集了一萬個(gè)歐洲人的臉部肖像照并進(jìn)行了核磁共振掃描,從中抽象出九個(gè)面部特征,然后尋找他們身上和這些特征有關(guān)的基因突變。最后,科研人員找到了5個(gè)對(duì)臉型有顯著影響的基因,這些基因分別位于不同的常染色體上,既可能來自父親,也可能來自母親。除了這5個(gè)基因外,可能還有數(shù)百個(gè)基因與相貌相關(guān),環(huán)境對(duì)相貌的影響也很大,因此,單相貌來說,孩子更像媽媽還是爸爸很難確定。
與這種不確定相比,孩子有一項(xiàng)性狀已經(jīng)確定與爸爸密切相關(guān),那就是性別。我們知道,父親能產(chǎn)生兩種精子,分別含X染色體和Y染色體,而母親只產(chǎn)生含X染色體的卵子。如果含X染色體的精子和卵子結(jié)合,生下的孩子就是女性,反之則是男性。因此可以說,母親產(chǎn)生的卵子無法決定孩子的性別,孩子的性別最終取決于父親的精子。
英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的科學(xué)家科里·蓋拉特利曾提出過這樣的猜想:男人身上存在著決定產(chǎn)生含X染色體或Y染色體的精子的基因,他通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)了相關(guān)現(xiàn)象。蓋拉特利收集了北美和歐洲近56萬人組成的927個(gè)家族的家譜信息,這些家族最遠(yuǎn)可追溯到1600年前。蓋拉特利發(fā)現(xiàn),如果一個(gè)男人的兄弟多,他就更容易生男孩,而如果他的姐妹多,他就更容易生女孩,但是在女性中卻沒有發(fā)現(xiàn)相似的規(guī)律。這不僅意味著生男生女與男性的關(guān)系更大,還代表著該男性生男生女的能力可能是從其父親處繼承來的,更可能的是繼承了決定精子類型的基因。
可見,雖然孩子身上父親的基因比母親少,但它的作用并不小。
父母搶奪基因控制權(quán)
父母?jìng)鹘o孩子的基因的數(shù)量多少不能完全決定孩子的性狀,還因?yàn)閺母改干砩侠^承的基因并不會(huì)全部都發(fā)揮作用,它可能會(huì)被對(duì)方的基因“關(guān)閉”。在爭(zhēng)奪孩子基因的控制權(quán)方面,父母雙方可謂是勢(shì)均力敵。
甲基化是調(diào)控基因功能的一種重要“開關(guān)”,一個(gè)甲基基團(tuán)與基因的特定堿基結(jié)合,占據(jù)了該基因與功能酶結(jié)合的空間,就能起到抑制或增強(qiáng)該基因表達(dá)的作用。在胚胎發(fā)育的過程中,父母就通過甲基化來調(diào)控孩子的基因表達(dá),讓對(duì)方的基因失效,增強(qiáng)自己的基因活性,從而表現(xiàn)出自己的性狀。目前,科學(xué)家已在人類身上找到了200個(gè)以上被父母控制的基因,據(jù)推測(cè),這些基因可能占有基因組中全部有效基因的1/10那么多,即在千個(gè)以上,我們將它們稱為“印記基因”。
印記基因現(xiàn)象最早是在一種蚊子身上發(fā)現(xiàn)的。1960年,美國(guó)遺傳學(xué)家海倫·克魯斯在研究尖眼蕈蚊時(shí)發(fā)現(xiàn),它們的2條X染色體中只有來自母系的基因有活性,而來自父系的等位基因始終沒有發(fā)揮作用,母親的基因占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,子代蚊子表現(xiàn)得更像母親。后來,遺傳學(xué)家在更多動(dòng)物的身上發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象:在小鼠中,是否有尾巴、肋骨的數(shù)量是多少(肋骨是否發(fā)生融合)等性狀完全由母親決定,不論其父親是哪種鼠;蝸牛的殼的旋性(左旋/右旋)僅由其母親決定;馬的體型大小也是由母親決定的,母親的體型越大,其后代體型越大,等等。
剛開始,科學(xué)家們以為出現(xiàn)這種“母系效應(yīng)”的原因是因?yàn)槟赣H給孩子的基因更多引起的,直到在小鼠身上發(fā)現(xiàn)了另一些“父系效應(yīng)”。20世紀(jì)七八十年代,許多科學(xué)家都開始研究印記基因,他們制造了一些嵌合體胚胎:將受精卵中還未與雌原核(精子鉆入卵細(xì)胞后兩者并不會(huì)馬上融合,卵細(xì)胞會(huì)再分裂成兩個(gè)一樣的細(xì)胞,其中一個(gè)與精子融合,另一個(gè)被丟棄,與精子融合的稱為雌原核)融合的雄原核(改變形態(tài)的精子)取出來,將之注入另一個(gè)完整的受精卵中,制造一個(gè)具有兩套父系基因的胚胎;或者反過來,取出雌原核,注入另外一個(gè)受精卵中,創(chuàng)造出“超雌”胚胎,然后觀察這些胚胎的后續(xù)發(fā)育。
研究人員發(fā)現(xiàn),“超雌”小鼠表現(xiàn)出體型偏小、大腦容積偏大的特點(diǎn),而“超雄”小鼠則恰恰相反,它們的體型偏大,腦容量偏小。據(jù)此,研究人員認(rèn)為,雌性和雄性小鼠在控制后代性狀的方面優(yōu)勢(shì)不同,雌性擅于控制大腦發(fā)育,而雄性擅于控制體型。2008年,另一組研究人員用基因測(cè)序和核磁共振技術(shù)證明了這一點(diǎn),在小鼠的大腦細(xì)胞中,來自母親的基因更活躍。但在身體的其他部位,父親的基因似乎更占優(yōu)勢(shì),2015年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),在所有已發(fā)現(xiàn)的小鼠的印記基因中,活躍的父系基因是母系基因的1.5倍。
誰的基因更強(qiáng)勢(shì)?
在不同的動(dòng)物身上,父親基因與母親基因哪個(gè)更強(qiáng)勢(shì)似乎有明確的結(jié)論,但在人類中,目前還未發(fā)現(xiàn)父母雙方的基因哪個(gè)更強(qiáng)一些,它們?nèi)栽凇袄彙敝小S行┯∮浕蛑辉谶z傳自母親時(shí)才有活性,另一些印記基因只有遺傳自父親時(shí)才有活性,目前發(fā)現(xiàn)的兩類基因數(shù)量大致相等。現(xiàn)在,科學(xué)家們?nèi)圆恢溃祟愄褐懈改鸽p方的優(yōu)勢(shì)基因是如何劃分的,能確定的只有父系基因?qū)ε咛サ闹饕暙I(xiàn)是加速其發(fā)育,而母系基因則是限制胚胎發(fā)育速度,兩者共同作用才能保障胚胎的正常發(fā)育。
看來,孩子更像爸爸還是媽媽,這個(gè)問題現(xiàn)在還無法解答,我們能明確知道哪些基因來自父親或是母親,但還沒搞懂它們是如何起作用的。
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