基因與環境的相互作用

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為什麼有些人更容易在氣候變化時生病，而另一些人在極端條件下也能保持健康？或者您是否想過為什麼同卵雙胞胎的性格差異如此之大？這是由於基因與環境的相互作用造成的。這就是著名的“先天與後天”的爭論。

基因與環境相互作用包含什麼？

基因-環境相互作用是指基因型對疾病風險的影響取決於環境暴露，反之亦然，基因型對疾病風險的影響取決於基因型和環境暴露的情況。對基因-環境相互作用的研究可以闡明疾病的基本原因，並可能對公共衛生產生影響。NAT2基因、吸菸作為環境因素以及膀胱癌是基因-環境相互作用的三個例子。

吸菸是膀胱癌已知的危險因素。根據美國癌症協會的資料，吸菸者患膀胱癌的可能性是非吸菸者的至少三倍。與具有不同NAT2變異的吸菸者相比，具有某種變異的吸菸者患膀胱癌的風險要高得多。換句話說，膀胱癌的風險是由遺傳因素——NAT2變異——和環境因素——吸菸行為——之間的相互作用決定的。

不同的視角

基因並非獨立存在。即使我們都是生物體，我們所生活的環境也會顯著影響我們的基因如何以及何時表達，以及它們如何組合。每個人都是遺傳和環境之間獨特相互作用的結果。以下是研究基因與環境之間這種相互作用的一些視角：

反應範圍

根據反應範圍理論，我們的環境影響我們的基因，決定我們在該範圍內的位置，而我們的基因設定我們能夠發揮作用的範圍。例如，如果一個人的基因構成使其具有高智力潛能，並且她在富裕、刺激的環境中長大，那麼她更有可能充分發揮自己的潛能，而不是在相當匱乏的條件下長大。反應範圍理論認為，基因對潛能設定了明確的界限，而環境則控制著有多少潛能能夠實現。

基因-環境相關性

從這個角度來看，基因影響我們的環境，而我們的環境影響我們的基因表達方式。我們的基因和環境相互作用，就像在反應範圍內一樣，它們也具有雙向影響。例如，NBA球員的孩子很可能會從小就打籃球，而孩子也可能因為這種接觸而能夠達到他們的最大遺傳和運動潛能。因此，由於父母基因（孩子也共享這些基因）的影響，孩子的環境非常適合支援孩子的遺傳潛能。

表觀遺傳學

表觀遺傳學領域的研究超越了基因型，研究的是相同基因型如何以多種方式表達。換句話說，科學家研究的是如何從相同的基因產生截然不同的表型。正如前面提到的，環境的背景經常以細微的方式影響基因表達。例如，同卵雙胞胎共享相同的遺傳資訊（同卵雙胞胎來自一個分裂的受精卵，因此每個雙胞胎的遺傳物質相同；而異卵雙胞胎則來自兩個不同的卵子，分別受精於不同的精子，因此遺傳物質與非雙胞胎兄弟姐妹一樣有所不同）。然而，即使雙胞胎具有相同的基因，在每個雙胞胎的一生中，基因表達的方式仍然存在巨大差異。

有時，一個雙胞胎會患病，而另一個雙胞胎則不會。在一個例子中，蒂芙尼的同卵雙胞胎姐妹在7歲時死於癌症，但蒂芙尼的雙胞胎姐妹現在19歲了，從未患過這種疾病。儘管基因型相同，但由於這些遺傳資訊隨著時間的推移而表達的方式不同，因此這些人具有不同的表型。由於在表觀遺傳學的視角中，基因型不是固定和受限的，因此它與反應範圍的視角大相徑庭。

各種屬性的基因-環境相互作用

迄今為止的研究表明，行為是遺傳和環境相互作用的結果，例如氣質。氣質被定義為喚醒和情緒化的模式，是人格的一個持久方面。研究表明，有些孩子從出生起就比其他孩子更喜歡體育活動。此外，父母給予孩子的機會可能使一些孩子克服害羞，變得更加活躍。研究清楚地表明，在充滿壓力的環境中長大的孩子，例如家庭中存在婚姻衝突或長期疾病的環境中長大的孩子，可能會繼續保持內向。

由於基因-環境的相互作用，心理學中經常研究智力、人格和心理障礙。在這種情況下，這些相互作用通常被認為反映了多因素遺傳。多因素遺傳體現在由遺傳和環境因素決定的性狀中。在多因素遺傳中，基因型定義了表型的範圍。

因此，基因型描述了孩子從父母那裡繼承的基本基因組合。表型是真實的、可觀察到的性狀，是遺傳和環境因素的結果。例如，即使一個人的智力基因型平均，但其智商也會根據其所處的環境而有所不同。在這種情況下，環境控制著特定基因型的表型表達。

同樣，並非所有行為和屬性都受環境的影響，並且不可能斷言環境或遺傳原因單獨導致特定行為。相反，正是這些因素的相互作用導致了某些性狀的表達。

研究方法

用於研究遺傳和環境因素相對重要性的方法如下。

動物研究

一種研究環境和遺傳相對影響的方法。將具有相似基因組成的動物交配在一起，以研究環境因素的影響。透過這種方式，通常可以研究不同環境的影響，例如，在刺激性環境中飼養一些基因相似的動物，而在相對惡劣的環境中飼養另一些動物。同樣，透過使基因不同的動物處於相同的環境中，研究人員可以評估遺傳特徵的影響。動物研究提供了足夠的資料來形成結論，但仍然需要確定這些結果在多大程度上可以推廣到人類。

收養和雙胞胎研究

研究人員無法影響人類的遺傳或環境起源。研究單卵雙胞胎，或來自同一個受精卵的同卵雙胞胎，是瞭解遺傳和環境之間相互作用的最佳方法。由於它們的基因構成相同，因此它們行為上的任何差異都只能是由外部因素造成的。研究人員可以使用在出生時被收養並在不同環境中長大的同卵雙胞胎來探索環境因素的影響。

家族研究

這是一種額外的策略，其中研究的是沒有血緣關係但共享相似環境的個體。例如，一個家庭收養兩個年幼、沒有血緣關係的孩子，通常會給他們提供類似的環境。這些孩子所表現出的相似之處可以用類似的環境條件來解釋。當某種性狀在孩子與他們的親生父母之間有很強的關聯性，而在孩子與他們的養父母之間有較弱的關聯性時，就足以證明遺傳因素在決定該性狀方面的重要性，反之亦然。這是由研究個體基於其遺傳相似程度的發育心理學家完成的。

結論

基因本身並不能決定個體的特徵，環境也起著重要的作用。然而，兩者對不同性狀的貢獻程度有所不同，還需要進一步瞭解。透過發育研究，心理學家和生物學家旨在解答這些多學科問題。