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[转载]有趣!中国农业大学经济管理学院关于人类异配优势效应的研究

已有 1959 次阅读 2021-1-28 14:46 |个人分类:科普集锦|系统分类:科普集锦|文章来源:转载

“异配优势”现象,已经在许多不同的植物和动物物种中被观察到。另一种说法是“杂种优势”或“杂合子优势”,当杂交产生的后代在基因上比他们的父母更健康时,这种遗传学上的奇怪现象就会发生:例如,他们可能更强壮或速度更快,生长得更好,或者对疾病有更强的抵抗力。

异配优势在某些物种中是众所周知和了解的。例如,已知某些类型的杂交作物和养殖动物比它们的祖先更有繁殖能力或更能承受环境压力。然而,异配优势在人类中的潜在存在还没有得到很好的研究。虽然在人类中已经在分子水平上发现了一些杂种优势的证据,但这是否会转化为表型或可见的特征——例如身高、体重或认知能力——仍然存在争议。

人类中是否存在异配优势效应?

早前的一些研究表明,地理上距离较远的人群往往具有更大的基因差异。一些小型研究也表明,来自距离遥远地区的父母,其子女的基因健康程度高于平均水平;他们可能身高更高或者有更高的认知能力,等等。此外,近亲繁殖——或近亲结婚——会增加子女罹患某些遗传疾病的风险,降低适应性。尽管这些研究在规模和方法上是有限的,但它们确实表明人类的异配优势——至少在分子水平上——是真实的,值得进一步研究。

最近,中国农业大学的朱晨博士领导了一项关于人类表型异配优势的研究。她与张小辉博士、赵启然博士、陈祁晖博士利用中国人口普查数据,寻找人类异配优势效应的存在。

中国为研究人类异配优势提供了几乎独一无二的机会。首先,中国幅员辽阔(南北长5,500公里,东西长5,200公里),为人口多样化提供地理基础。同时,在中国有56个不同的民族(加上许多亚群体),研究人员已经发现和报告了这些群体之间有明显的遗传距离。

研究小组提出了三个假设:父母来自不同群体的后代在身高和认知能力等特征上得分会更高,从而显示出异配优势;异配优势效应随亲本遗传距离的增大而增大;跨省婚姻(父母来自不同省份)的后代将表现出更好的遗传适应性和更高的表型异配优势。

为了验证这些假设,该团队使用了中国人口普查数据0.1%的样本,代表了来自中国31个省份的100多万人。关键的是,这些数据包括了每个人的出生地和现在的居住地。对数据的分析显示,总体而言,跨省婚姻的比率略低于6%。正如研究人员所预期的那样,包括北京、上海和天津在内的大城市,跨省婚姻的比率最高。此外,跨省婚姻在中国北方比在长江以南地区更普遍。

异配优势与教育成就

在这项研究中,研究人员关注的是跨省婚姻后代的教育成就。根据研究小组的假设,跨省婚姻家庭的孩子在认知能力方面可能会具有相对优势,因此他们的受教育程度要高于其他家庭的孩子。

研究人员通过计算子女的受教育年限来估计教育成就。然而,这种做法带来了一个特殊的障碍:教育程度较高的人更有可能迁移到外地寻找更好的工作,因此更有可能与来自不同省份的人结婚。此外,教育成就的差异可能由许多因素造成,如社会经济条件和家庭环境。为了解决这个问题,研究小组使用了复杂的统计模型来消除这些混杂因素的影响。

研究小组发现,正如预测的那样,父母的遗传多样性和子女的教育成就之间存在着显著的统计学联系。即使把社会经济因素考虑在内,父母之间较大的基因差异似乎也能促进子女的教育成就。具体来说,跨省婚姻平均会让孩子多上0.11年的学。此外,父母出生地之间的距离每增加1,000公里,子女受教育年限会增加0.21年。

为了用真实的词语来解释这一发现,陈祁晖博士举了一个例子:想象两个男子出生在北京,他们的家庭社会经济地位相似。其中一个最终在上海上了大学,然后和当地出生的女子结婚,而另一个留在家里和北京出生的女子结婚。与留在北京的男子相比,搬到上海的男子的孩子最终将平均多接受约2.5个月的教育。

异配优势会影响外貌特征吗?

尽管这项研究发现了强有力的证据,但由于可能影响这一特征的其他因素的绝对数量,教育成就很难与异配优势毫无争议的联系起来。出于这个原因,研究团队还考察了其他潜在的表型异配优势类型,包括身高和吸引力。

与受教育程度类似,研究小组发现,父母的遗传多样性对子女的身高有显著的积极影响(使用的数据来自覆盖中国12个省份的大规模家庭调查)。即使考虑到包括父母身高在内的其他因素,这一结论也仍然成立。平均而言,父母来自不同省份的跨省婚姻后代比其他孩子高0.88厘米。父母的出生地距离每增加1,000公里,后代的身高就会增加0.94厘米。

有趣的是,这项研究揭示的异配优势效应在男性中比在女性中更强。平均而言,跨省婚姻的男性后代比同龄人多接受了0.13年的教育,身高高出1.15厘米,而女性的这一数字分别为0.08岁和0.35厘米。这种差异可以用性选择(自然选择的一种特殊形式)的概念来解释,在这一概念中,遗传适应度指标(如身高)在男性中往往比在女性中更明显。

遗传基因水平上异配优势

朱博士和她的同事们承认,这项研究的局限性之一是他们没有使用个体的遗传数据,而是依赖于出生地之间的距离作为遗传多样性的代理变量。直到几十年前,中国境内的移民还相对较少,因此这不太可能对结果产生不当影响;然而,该团队正在努力用基因数据来支持这些发现。

怀着这个目标,中国农业大学遗传经济学研究团队正在建立一个人力资本与遗传经济学数据库。研究人员将利用这些数据来改进他们对异配优势的研究。团队已经证明了这样一个跨学科数据库在研究身高和收入之间因果关系方面的价值。

该研究是对人类表型异配优势这一迷人而又有争议的课题进行深入研究的先驱。尽管还有很多问题有待研究——例如,跨省婚姻中文化融合对儿童教育的潜在好处——但这项研究提出了几个前景光明的未来研究方向。这也让我们对未来有了一个有趣的一瞥:随着人类移民的增加,在中国和其他地方,所谓的“混血婚姻”将变得更加普遍,可能会导致后代比他们的祖先在某些方面更有优势。

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英国著名科普杂志《Research Outreach》撰文《差异中的优势:遗传距离与异配优势》,以通俗易懂、非专业术语的形式转载并介绍了中国农业大学经济管理学院遗传经济学研究团队的研究成果“Hybrid marriages and phenotypic heterosis in offspring: evidence from China(跨省婚姻中子女异配优势效应研究:来自中国的证据)”。该研究利用个体层面微观数据(中国人口普查微观样本数据及中国健康和营养调查数据)考察了我国跨省婚姻中的异配优势效应。异配优势(Heterosis/ Heterozygote Advantage,又译为“杂种优势”、“杂交活力”等)是一种遗传学现象,指同一物种内基因型差异较大的个体相结合,其后代会表现出优于双亲的遗传适应表型特征。

朱晨副教授、陈祁晖副教授分别为原论文的第一作者和通讯作者。同时,论文合作者包括赵启然副教授和南京大学张小辉副教授。该研究体现了学院以双一流学科建设为核心,重视学科交叉融合,打造学术交流平台,强化学术研究的发展理念,彰显出学院教师在国际学术领域的活跃度和影响力,对学校人文社会科学研究工作的开展产生积极激励作用。

文章:

Strength in difference: Genetic distance and heterosis in China.pdf



宣传链接:http://cem.cau.edu.cn/art/2020/11/4/art_36277_715760.html





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