儿子的智商妈决定?
2015-03-31
网上一度盛传着一种说法,说是母亲对孩子的智商有着至关重要的作用。男生的智商全部都是来自母亲的遗传,这究竟是不是真的呢?
 

网上一度盛传着一种说法,说是母亲对孩子的智商有着至关重要的作用。其中一个版本是:“决定智商的八对基因全部都是位于 X 染色体上面,然后男生是 XY, X 是来自母亲,Y是来自父亲。所以男生的智商全部都是来自母亲的遗传。“这究竟是不是真的呢?

儿子的智商是由妈妈遗传的么?

我们先来看一组统计数据表格(数据取自[1])。

智商相关性

妈妈-孩子 0.464
妈妈-女儿 0.486
妈妈-儿子 0.443
爸爸-孩子 0.423
爸爸-女儿 0.438
爸爸-儿子 0.411

 

      研究人员统计了美国两千多个家庭的父母及孩子的智商数据,汇总发现,母亲和孩子之间的智商确实比父亲和孩子的相关性略强。比如,母亲和儿子的智商相关程度为 0.443 (相关性越接近1,两者相关性越强),而父亲和儿子的则为0.411。但是这不足10%的差距实在显的微乎其微。这么看来,“儿子的智商由妈决定”的定论是完全靠不住脚的,妈妈爸爸和子女的智商都有着关系,但也都不起决定作用。不过“智力基因在X染色体上”这个说法难道真的是无中生有,空穴来风么?

智力基因在X染色体上么?

      事实上,早在1972年,科学界就有人提出“智力基因在X染色体上”这样的说法。那时候,基因测序还没有实现,研究人员仅仅通过男女智商统计差异的得出的这种猜测。因为他们发现,尽管男女智商统计分布都是高斯分布,但是男人的智商分布的方差要大一些,也就是说IQ特别高的和特别低的男人占的比例要比女人多。不仅如此,某些智障类的遗传病好象对男人更情有独钟,种种迹象表明,智力的遗传和性染色体有着密切的关系。这种猜测后来才慢慢的得到实验的证实。

     本世纪初,随着人类基因组计划的蓬勃发展,越来越多的基因序列编码也得到了破解。科学家们发现,X染色体上的近千个蛋白质编码基因里至少有40%都在大脑里表达,这个比例要高于常染色体,更远远超过Y染色体([2],[3])。也就是说,X染色体对大脑结构,认知能力,智力发育等等都有着巨大的作用。对于男孩来说,他们唯一的X染色体来源于母亲,也就说,理论上讲母亲对儿子智力方面的遗传作用也应该是巨大的,可为什么智商的统计显示却没有显著的相关性呢?这又究竟是怎么一回事呢?

X染色体上的基因是如何决定大脑结构的?

      这涉及两个概念——X染色体失活(X-inactivation)和减数分裂中的染色体重组。

      对于男人来说,X染色体上编译大脑结构的基因的任务很简单,因为只有一份基因,只管拿去用就好了。而对于女人来说,她们有两套X染色体,如果两套都用来表达蛋白质,那就乱了套。所以选择用哪一套去编译大脑就成了个难题。在女人的细胞中,两套X染色体会自动有一套失去活性,只留有一套解码编译蛋白质,这种两条X染色体的其中之一失去活性的现象就被称之为X染色体失活。现在普遍认为,在女性胚胎发育时期,大部分情况下,不同细胞中选择哪一套X染色体失活的过程是随机的。导致的结果是,大约一半的胚胎细胞来自于母亲的X染色体失活,而另一半是来自于父亲的X染色体失活。所以基因编译大脑结构的时候,一会儿是来自于母亲的X染色体起作用,一会儿却是来自父亲的起作用,随机选择,没有固定的模式,将X染色体基因表达充分的混合。另外,人的X染色体里还有大约15%的基因是可以逃过失活一劫的,这让本来已经非常复杂的X染色体编译更是变得扑朔迷离。

      另一方面,减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式。当性细胞分裂时,染色体只复制一次,细胞连续分裂两次,这样,细胞中染色体数目就减半了。女性有两个X染色体,减数分裂的时候每个卵细胞里就各分得一个X。细胞连续分裂的时候染色体还会发生多次重组,两条来自父母的不同的X染色体会交换某些同一位置上的基因,这就让最后每个卵细胞里分到的X染色体里混合了原本两个X染色体的基因。

      所以,当儿子从妈妈那里得到X染色体的时候,是已经经过了减数分裂和染色体重组的结果,是混合了来自他外公外婆的X染色体的结果。而他的妈妈编译大脑的时候用的X染色体也是被随机选择过的,母子俩的大脑结构可能完全的不一样,也可能有很大的相似程度,最有可能的结果是既有一部分的相似度,又有一部分的不同。大自然的设计就是如此巧妙,尽管妈妈在儿子智力遗传问题上要负主要责任,但是仅凭妈妈的聪明程度还是不能绝对预测出儿子智力水平的高低。

      另外,由于基因印记(Genomic imprinting)的存在,有科学家猜测相对于母亲通过X染色体遗传智力,父亲是通过常染色体表达基因从而影响子代的大脑和行为的[4]。但由于基因印记很少见,只占不足1%,这种影响并不显著。

人类智力的进化和天才基因

      X染色体上集中了大量智力基因听起来好像对于男人来说是不利的,但很多科学家认为,这其实是人类智力进化的一个很大的优势。澳大利亚纽卡斯尔大学的Gillian Turner教授认为,人类的智力进化比别的任何遗传特征都要迅速,如果想要尽量快速的把一个基因在人群里传播,把它放在X染色体上是最明智的选择了。X染色体作为性染色体已经有三亿多年的历史了,它的大部分基因都得到了很好的保存,并且在性染色体上一直是主导的位置。所以有人猜测,X染色体上的进化并不主要靠新的基因的产生,而是很大程度上旧的基因产生新的组合。

       不少科学家还猜测天才基因也是和X染色体息息相关的。下面这个图就代表着这么一个天才基因显现和传播的简易模型[5]。这个模型里只有六个基因,全部在X染色体上。第一代妈妈X染色体减数分裂之后产生了一个天才基因组合——全A基因的儿子。这个儿子和另外一个女人结婚,生了两个孩子,他的天才基因只能传给他的女儿,而不是他的儿子。而他的女儿再结婚,由于减数分裂中染色体发生重组(x的位置)的原因,天才基因组合被拆散了,所有的第四代都很平庸,但基因还在传播下去,期待着再次出现天才组合的机会。所以,虽然天才基因可以延续,但是天才的出现只是个偶然事件而已。

fig2.jpg

 

参考资料:

[1] Reed and Rich, Parent-Offspring Correlations and Regressions for IQ, Behavior Genetics, Vol. 12, No. 5, 1982
[2] Ropers and Hame, X-linked mental retardation, Nature Reviews Genetics 6, 46-57, 2005
[3] Nguyen and Disteche, High expression of the Mammalian X chromosome in brain, Brain Research, 1126: 46-49, 2006
[4] Gregg, Parental Control over the Brain, Science: Vol. 330 no. 6005 pp. 770-771, 2010
[5]Zechner et al, A high density of X-linked genes for general cognitive ability: a run-away process shaping human evolution? TRENDS in Genetics, Vol. 17, No. 12, 697-701, 2001

 
文章来源:科学松鼠会

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