高智商、高顏值的人應該多生孩子?你大概對遺傳學有誤解

為什麼世界上會有“雙性人”?

什麼樣的父母,才能生出顏值智商雙高的後代?

如果未來通過基因改造提高智商成為可能,你可以容忍哪些副作用?

人類能否通過消除“不合適”的基因,來“治癒”犯罪、疾病和貧困?

有了基因工程改造,科幻電影中描述的混種生物世界是否將成為現實?

高智商、高顏值的人應該多生孩子?你大概對遺傳學有誤解

木村拓哉和他的女兒

如果你曾經好奇過這些問題,你或許可以在科普作家卡爾·季默(Carl Zimmer)的新書《她笑起來像媽媽》(She Has Her Mother’s Laugh)中找到答案。

1555年,神聖羅馬帝國皇帝查理五世宣佈了自己的退位計劃,他28歲的兒子腓力二世在次年成為了西班牙國王。繼承這個王位,是腓力二世天生——世襲/遺傳——的權力。查理五世和腓力二世所屬的哈布斯堡家族,將戰略聯姻提升到了藝術的高度:他們通過或遠或近的婚姻紐帶,獲得了歐洲大部分領土的控制權。

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腓力二世

然而,欲戴王冠,必承其重。哈布斯堡家族付出的代價就是,家族成員反覆出現嚴重的精神和生理問題。查理五世的母親是瘋女胡安娜,他的兒子腓力二世據稱是一個“體質虛弱、陰鬱、嚴肅、頑固和迷信的人”。腓力二世的後代查爾斯二世直到4歲才開口說話,8歲才學會走路。1700年,查爾斯二世去世,死時還不到40歲,同時因為患有不育症,他沒有留下子嗣。遺傳學家計算得出,查爾斯二世的“近交係數”(指形成合子的兩個配子來自同一共同祖先的概率)甚至超過了同胞兄妹亂倫誕下的後代。在他死後,西班牙哈布斯堡王朝煙消雲散,被一種在當時還不為人知的“遺傳性”(heredity)壓垮了。

雖然文藝復興時期的貴族不可能看不到哈布斯堡家族成員身上一再出現的這些不幸特徵,但直到19世紀30年代,“heredity”(遺傳性/繼承)這個詞才擁有了“生物遺產”的現代內涵。由於“heredity”最初特指物質繼承,通常是長子繼承製,因此,我們傾向於用線性思維來考慮遺傳性:世系、父系,乃至種系。英語中用來描述血統譜系圖的詞語——“pedigree”——可能來自法語“pé de grue”,意思是“鶴腳”,因為譜系圖中的遺傳線索正像是細長而分叉的鶴腳。

然而,線性思維並沒有反映遺傳性的本質,科普作家卡爾·季默(Carl Zimmer)在他的新書《她笑起來像媽媽》(She Has Her Mother’s Laugh)中說明了原因。該書對科學研究、歷史和觀點做了深入探查,揭示了對我們現有遺傳學認知構成挑戰的複雜性和異常現象,其結論顛覆了所有關於遺傳性的單一性觀點。

季默認為,遺傳性是多重交叉的,它更像是蛛網,而不是鶴腳。

達爾文表弟的優生學:美貌聰慧的人要多生育

對哈布斯堡王朝來說,遺傳性這個生物學概念出現得太晚了,但對查爾斯·達爾文(Charles Darwin)的表弟弗朗西斯·高爾頓(Francis Galton)來說,卻並非如此。當高爾頓在19世紀60年代研究一些引人注目的血統譜系時,他看到了優點的凝聚:高智商,高顏值,風骨卓然。這位維多利亞時代的紳士相信,才華和性格是可遺傳的,因為它們反覆出現在同一譜系的家族成員身上。先天和後天的概念也正是由高爾頓最先提出的。在棄用“viriculture”(優點培養)這個不太合適的術語之後,他把遺傳改良這門學科命名為“eugenics”(優生學),這個詞源於希臘語,本義是“出生名門”。

高爾頓的優生計劃是通過勸說和社會激勵,來阻止那些他認為不合適的人生育後代,同時鼓勵那些美貌聰慧的人多生育。他認為,這樣做的結果將是“天才多如群星”。後期版本的優生學倒沒有如此樂觀。如果你採取高爾頓的“配方”,加入孟德爾的豌豆和摩根的果蠅,在進步時代(指1890年至1920年期間)的政治和文化中“煨煮”,並大力“攪拌”,你就能得到美國的優生學運動——教條主義,意識形態化,且具有強制性。如果把它跟德國的法西斯主義相結合,你得到的就是滅絕猶太人的“最終解決方案”。

對於優生學信條的殘酷和天真,即認為社會可以通過從基因庫中消除那些“不合適”的基因來“治癒”犯罪、疾病和貧困,我們很難表示認同;而對於優生學家的謎之自信,即自認為已足夠了解遺傳性,可以去實施基因工程改造,我們也很難苟同。更難的是要記住,再過20年,很多在今天被認為是真理的東西也將被證偽。扮演上帝始終比看上去更難。

神奇的遺傳性:既可“順流而下”,亦可“逆流而上”

想要深入瞭解遺傳性,首先要找到玩弄各種把戲的染色體。

就拿“chimera”(奇美拉/嵌合體)來舉例吧:對古希臘人來說,奇美拉是一個會噴火的混種怪物;對生物學家來說,嵌合體是包含了兩組個體細胞的生物體。有一種類型的嵌合體,牧場主可能很熟悉,即“生殖器不全牝犢”,這是一頭母牛懷上異性雙胞胎時會出現的情況。小公牛和小母牛共享一個胎盤,它們會相互交換幹細胞。小公牛差不多能正常發育,而小母牛——即生殖器不全牝犢——卻會出現卵巢發育不全以及表現出雄性化特徵。

季默描述了一個與“雄相雌牛”類似但又有所不同的奇異案例:一個女孩來到西雅圖的一家遺傳學診所,她的兩隻眼睛顏色不同,而且有兩套生殖器官。女孩的卵巢被證明只有XX染色體——這是典型的女性特徵——但她的其他器官組織卻混雜著XX和XY染色體。進一步的分析表明,她的母親一開始懷的是異性雙胞胎。但在發育初期,兩個胚胎融合在一起,成為一個單一的、與眾不同的孩子。簡單來說,這個女孩就是她自己的孿生兄弟。

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不過,嵌合體不是怪人——知道麼,你自己本人可能就是一個嵌合體!在孕婦身上,胎兒的幹細胞可以穿過胎盤進入母親的血液,並可能在那裡停留多年時間。如果母親再次懷孕,仍在其血液中循環的頭生子女的幹細胞可以反向穿過胎盤,與新生胎兒的幹細胞發生混合。因此,遺傳性可以“逆流而上”,從孩子傳到父母身上——然後再“順流而下”,傳給未來的兄弟姐妹。

季默還告訴我們,基因組也不是整齊劃一的。忘了這樣一個概念吧,即基因組只是染色體中的DNA。我們的細胞線粒體(它們是為細胞供能的動力工廠)中擁有另一種基因組,雖然小,但卻很重要。儘管線粒體中的基因數量很少,但如果它們受到傷害,可能導致大腦、肌肉、內臟和感覺系統出現病症。在受精時,胚胎會接受來自卵子的染色體和線粒體,但只會接受來自精子的染色體。因此,線粒體基因是嚴格通過母系遺傳;就線粒體信息而言,每個男孩都是進化的死衚衕。

後天獲得的性狀到底會不會遺傳?

在基因組之外,還有更多的意外。

我們在學校裡學到過,達爾文的前輩、法國博物學家讓-巴蒂斯特·拉馬克(Jean-Baptiste Lamarck)把遺傳性搞錯了。他認為生物通過後天經驗獲得的性狀是可以遺傳的,比如長頸鹿的脖子變得這麼長是因為不斷伸展去夠到更高的位置,也許是為了吃到更嫩的樹葉。這些被統稱為“軟性”遺傳的理論,生物學家奧古斯特·魏斯曼(August Weismann)進行過非常有名的駁斥。他說,如果拉馬克是對的,那麼把小鼠的尾巴切斷,讓它們進行交配,那麼過了數代之後,小鼠應該生下沒有尾巴的後代。但事實上並沒有,也就是說,拉馬克的理論行不通。

然而,最近的研究似乎正在為拉馬克的學說背書。研究人員發現,一種微調系統能夠在不改變DNA本身的情況下,關閉基因的表達。諸如熱度、鹽分、毒素和感染等環境壓力可能引發所謂的表觀遺傳反應,開啟或關閉基因表達以刺激或抑制生長,以及啟動免疫反應等等。這些可逆的基因活性改變是可以傳遞給後代的,它們是染色體上的“搭車客”,可能會搭車走一段路,但能上車,也能下車。一些人推測,利用表觀遺傳,我們可以創造出拉馬克式的遺傳作物,這些作物可能在一兩代中發展出對一種疾病的抵抗力,然後把這種獲得性抵抗力傳遞給後代。但如果疾病離開了這片區域,那麼作物的這種抵抗力也會消失。

所有這些遺傳性——染色體遺傳、線粒體遺傳和表觀遺傳——仍然不能讓你成為完整的你,差遠了。我們每個人都擁有數百乃至數千個獨特的微生物群系,它們各自都有自己的基因組。如果沒有這些微生物,我們不會健康,也無法成為“我們”。這些微生物可以從父母傳遞給孩子,但也有可能是孩子傳遞給大人,孩子傳遞給孩子,以及陌生人傳遞給陌生人。

季默自己曾經充當了一回實驗志願者,他讓研究人員對他肚臍眼中的微生物進行採樣,結果總共發現了53種細菌,而其中有一種細菌,科學家此前只在馬裡亞納海溝找到過。“你,我的朋友,真是一處奇境。”那位研究人員說。——事實上,我們每個人都是。

高智商、高顏值的人應該多生孩子?你大概對遺傳學有誤解

基因改造VS道德困境

如今,研究人員已經可以把取自臉頰拭子的成熟體細胞轉化為幹細胞,後者可以發育成任何類型的細胞,甚至是精子和卵子。新的技術,比如名為CRISPR的基因編輯技術,已經極大地擴展了基因工程的運用範圍。

但道德困境也比比皆是。

儘管注射促紅細胞生成素可以挽救嚴重貧血患者的生命,但對運動員來說卻是非法的。

而通過基因療法來提高一個人“天然的”促紅細胞生成素分泌量,又會怎樣呢?

是消除那些導致鐮狀細胞貧血和地中海貧血的基因變體更好一些,還是保留那些基因所具有的抗瘧疾效果更好一些?

為了把孩子的智商提高些許,哪些副作用是可以容忍的?

與此同時,鑑於我們對遺傳學逆流現象新獲得的複雜理解,一些生殖技術的道德界限也變得更模糊了。

例如,代孕者很可能和她肚子裡的胎兒交換幹細胞,這讓孩子和代孕者有遺傳關係的說法能夠成立。如果代孕者之後懷上自己的孩子,或者再為另一位女性代孕,那麼這些孩子之間有遺傳關係嗎?

而有了所謂的線粒體替代療法之後,親子關係對我們來說變得更加陌生了。

如果一位患有線粒體疾病的女性想要一個親生的孩子,那麼她可以把自己卵子的細胞核注入另一位健康女性去掉細胞核的卵子中,然後進行體外受精,最後得到的便是“三親嬰兒”。世界首例三親嬰兒已於2016年誕生。季默並未對這樣的技術妄加道德判斷,但他警告稱,這類情形下的“知情同意”也許會出乎意料地棘手。

而且,為什麼要止步於人呢?

研究人員可以在自然生物體身上,應用所謂的基因驅動技術,讓生物體彼此之間進行基因工程改造,從而在數代時間之內,把一種特定的性狀擴散到整個種群之中。研究人員認為,他們可以利用這一過程製造防蟲的作物和不會傳播瘧疾的蚊子,還可以在農業和公共衛生領域實現不計其數的其他創新。相關試驗正在進行當中。

對全球基因組進行基因工程改造,或可以挽救數百萬人的生命,或產生電影《變種異煞》和《侏羅紀公園》裡那種嵌合體混種生物。我們真的可以改變未來的基因庫,在遺傳性細密交織的世界中牽引和轉動DNA的琴絃,扮演背後操縱者的角色嗎?有一天,我們是否真的可以擁有培育自然的智慧?這個問題值得我們思考和深究。

本文作者納撒尼爾·康福特(Nathaniel Comfort)系美國宇航局和國會圖書館聯合設立的巴魯克·布盧姆伯格天體生物學教席教授、約翰·霍普金斯大學醫學史教授。

翻譯:何無魚

校對:李莉

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