“爸矮矮一个,妈矮矮一窝”这种法对身高发育的说法正确吗?

在遗传学上,身高是一个非常典型的“多基因表型”。 也就是说,身高不是由一个基因决定的,而是受到许多基因、营养、环境、生活方式、疾病、药物等因素共同影响的。个体间身高的差异,60%到80%是由遗传决定的,只有20%到40%则由环境影响,而其中,最主要的是营养。

身高是可定量或度量特征,这是一种以数量来衡量的特征,并且由多重的基因和环境因素控制。

1、许多研究已经估算了身高的遗传性 

这些研究通常通过估算亲属之间的相似度来确定遗传性。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身高相似性相关联,可以将遗传效应与环境效应区分开来。为了准确的测量亲属之间的遗传相似性,可以测量他们共有的基因标记的数量。澳大利亚昆士兰医学研究所的Peter M. Visscher的报告说明,在3,375对澳大利亚双胞胎和兄弟姐妹的基础上,所得到身高的遗传率为80%。这种估算被认为是无偏差的,因为建立在大量的双胞胎和兄弟姐妹以及对基因标记的广泛调查。

在美国,白人男性的身高遗传率估计为80%。另一项对8798对芬兰双胞胎的研究提供了有力的支持,其中男性的遗传率为78%,女性为75%。而在其他的研究中,白人的遗传率甚至高于80%。

2、不同人种之间的遗传差异 

然而,由于不同人种有不同的遗传背景,生活在不同的环境中,身高遗传性会因人口而异,甚至因男女而异。在亚洲人口中,身高遗传率远低于80%。例如在2004年,中国湖南师范大学Miao-Xin Li及其同事的研究,根据中国385个家庭的人口,估计的身高遗传率为65%。在非洲人口中,身高遗传率也较低:根据1978年英国纽卡斯尔大学(Newcastle University)的D. F. Roberts及其同事的研究,在西非人口中,身高遗传率为65%。这种遗传多样性主要是由于不同民族的遗传背景和他们所经历的不同环境(气候、饮食习惯和生活方式)。

3、基因如何直接的影响一个人的身高 

遗传性 能让我们研究基因如何直接的影响一个人的身高。例如,白人男性身高遗传率为80%,平均身高178cm。如果我们在街上遇到一个身高183厘米的白人男性,遗传性告诉我们他的额外身高有多少是由基因变异造成的,有多少是由他的环境(饮食习惯和生活方式)造成的。这个男人比平均身高高5cm,因此,在这5cm中80%的4cm是由基因变异造成的,1cm是由营养等环境影响造成的。

4、遗传性可用于预测个体的身高

如果父母的身高已知,假设中国的男性平均身高170cm,女性平均身高160cm。男性的身高遗传率为65%,女性为60%。

那么175cm的父亲与165cm的母亲所生的孩子

男孩的预期身高与总体均值的差值为:

0.65 x[(175 - 170) +(165 - 160)] / 2=3.25cm

而女孩则为

0.6 x[(175 - 170) +(165 - 160)] / 2=3cm

因此,男孩的预期身高是170 + 3.2cm,或173.2cm,女儿的预期身高是160 + 3cm,或163cm。

另一方面,环境影响可以使男孩的身高增加:0.35 x[(175 - 170) +(165 - 160)] / 2=1.75cm,而女儿的身高增加:0.4 x[(175 - 170) +(165 - 160)] / 2=2cm。

当然,这些预测只反映了两个兄弟姐妹的平均预期身高;实际观测到的身高可能不同。

5、营养对于身高的影响

从这些计算中,我们认识到,在中国人口中,对于特定的后代身高,环境(主要是营养物质)只能改变大约2cm。这是否意味着无论孩子所处的环境发生了什么变化,身高的变化都不会超过这个?特殊处理和营养补充能进一步长高吗?答案是肯定的。最终决定身高的重要营养成分是儿童时期的蛋白质。另外,矿物质,特别是钙,维生素A和D也会影响身高。因此,儿童营养不良对身高是有害的。一般来说,男孩在青少年晚期达到最高身高,而女孩在青少年中期达到最高身高。因此,青春期前充足的营养对身高至关重要。(具体的营养处方建议咨询专业营养师)

6、疾病对身高的影响 

此外,虽然某些儿童疾病可以抑制成年后的身高,但人类生长激素治疗可以弥补这种生长缺陷。经过这种处理或特殊补充后,就无法根据遗传性来预测身高。原因有二:第一,在生长激素处理的人群中,遗传性没有被估计。其次,基因和生长激素可以协同作用影响身高,即,它们的影响可能不是简单的相互叠加,而是成倍增加。

7、相似遗传背景和不同种群与遗传性的关系

具有相似遗传背景的不同种群可能具有不同的遗传性仍然是一个问题。

答案自然是环境影响。当一个特定的环境最大化了一个群体对某一特定性状的遗传性时,该群体对该性状的遗传性往往更高,反之亦然。在发达国家,儿童发育能得到的营养非常丰富,如果没有选择或新的突变,儿童身高的遗传性就会最大化。因此,总体遗传性估值往往较高,即,80%。相反,在发展中国家,营养不足导致遗传性较低。美国人口的平均身高在过去10年几乎趋于稳定,这一事实表明,营养环境几乎使身高的遗传性最大化,至少在美国是这样。其他地方的营养改善可能在身高方面也有类似的好处。


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