生物学

实力有所不同:中国遗传距离与杂种优势

不同物种或种群之间的交叉繁殖会导致“混合活力”,或杂种优势,导致后代是基因上比父母更健康。虽然这种现象在某些植物和动物中被广泛认识到,但在人类中很难理解。在最近的工作中,中国农业大学陈朱议员,以及她的同事张晓辉张博士,朱兰·赵博士博士,陈博士陈议员,使用中国人口普查数据调查人类的杂种源。结果借鉴了对球队预测的大力支持,即人类存在杂种优势,并且会导致特征的实际差异,包括高度和教育成就。

被称为“杂交活力”的现象已经在许多不同的植物和动物物种中被观察到。更正式的说法是“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适合时,这种遗传学上的怪现象就出现了:例如,它们可能更强壮或更快,生长得更快,或者更能抵抗疾病。

杂种优势在一些物种中是众所周知的。例如,某些类型的杂交作物和养殖动物被认为比它们的祖先更多产或更能忍受环境压力。然而,杂种活力在人类中的潜在存在还没有得到很好的研究。虽然在分子水平上已经发现了一些人类杂种优势的证据,但这是否会转化为表型(或可观察的)特征——身高、体重或认知能力等——仍存在争议。

中国有56个民族,包括维吾尔族(左)、壮族(中)和藏族(右),这为研究杂种优势提供了独特的机会。

人类的杂种优势?
以前的一些研究表明,人群在地理上远离彼此的群体往往具有更大的遗传差异。少数小型研究还表明,源自地理位置遥远地区的父母有遗传健康较大的儿童;除此之外,它们可能更高或具有更高的认知能力等 - 近亲繁殖 - 众所周知,近亲有孩子的孩子 - 会导致儿童某些遗传疾病的风险增加。虽然这些研究的规模和方法有限,但他们确实表明人类的杂种优势 - 在遗传水平,至少 - 确实存在并且值得进一步调查。

最近,中国农业大学陈朱议会北京带来了研究人类表型杂种的研究。与她的同事们一起,张晓辉张,巧克赵和齐辉陈,她使用中国人口人口普查数据来寻找人类杂种优势的存在。

中国为研究人类杂种优势提供了几乎独一无二的机会。该国地理面积大(从北到南5,500公里,从东到西5,200公里),人口也多种多样。中国有56个明显的民族(以及众多的亚民族),研究人员已经发现这些群体之间存在明显的遗传距离。

父母的遗传多样性与儿童教育成就之间存在重大联系。

该团队提出了三个假设:不同种群个体的后代在身高和认知能力等特征上得分更高,从而显示出杂种优势;杂种优势效应随亲本遗传距离的增大而增大;“杂交”婚姻(父母来自不同地区等)的后代具有更好的遗传适合度和表型杂种优势。

为了验证这些想法,研究小组使用了中国人口普查数据的0.1%样本,代表了来自中国31个省份的100多万人。重要的是,这些数据包括每个人的出生地和目前的住所。数据分析显示,总体而言,混血婚姻的比例略低于6%。正如研究人员所料,包括北京、上海和天津在内的大城市的异族通婚率最高。此外,杂交婚姻在中国北方比在长江以南地区更普遍。该团队想知道:这些杂交婚姻是否会产生表现出更好表型特征的孩子?

该团队正在努力支持遗传数据的杂种优势的研究结果。Khakimullin Aleksandr / shutterstock.com

杂种优势与教育成就
在这项研究中,研究人员关注的是杂交婚姻后代的教育成就。根据研究小组的假设,混血家庭的孩子在认知能力方面会有相对优势,因此比其他孩子的受教育程度更高。

研究人员通过计算儿童或年轻人获得的多年教育估计教育程度。然而,这种方法提出了一个特定的障碍:可能是那种受过良好教育的人更有可能迁移以寻找更好的工作,因此更有可能从不同的省份嫁给某人。此外,教育成就的差异可能是由许多因素引起的,包括社会经济条件和家庭环境。为了克服这个问题,团队使用复杂的统计模型来消除这些混杂因素的效果。

研究小组发现,正如预测的那样,父母的基因多样性和孩子的教育成就之间有显著的统计联系。即使将社会经济因素考虑在内,父母之间较大的基因差异似乎也会促进孩子的教育成就。具体来说,混血儿平均多受0.11年的教育。此外,父母的出生地之间再增加1000公里的距离,孩子的受教育年限就会增加0.21年。

为了用实际语言解释这一发现,陈博士举了一个例子:假设北京有两个男孩,他们的家庭社会经济地位相似。一个最终在上海上了大学,然后娶了一个本地出生的女人,而另一个则呆在家里娶了一个北京出生的女人。与留在北京的孩子相比,搬到上海的孩子最终将多接受2.5个月的教育。

研究人员预计杂交婚姻的儿童在认知能力中具有相对优势。imtmphoto / shutterstock.com.

杂种优势会导致生理差异吗?
尽管本研究发现有强有力的证据,但由于可能影响这一特征的其他因素的纯粹数量,教育成就是棘手的。出于这个原因,朱博士和她的同事也看过其他潜在的表型杂种优势,包括高度和吸引力。

与教育一样,研究小组利用中国健康与营养调查(CHNS)的数据发现,父母的遗传多样性对后代的身高有显著的积极影响。中国健康与营养调查是一项覆盖中国12个省份的大规模家庭调查。即使考虑了包括父母身高在内的其他因素,这也是正确的。研究发现,父母来自不同省份的混血儿的平均身高比其他孩子高0.88厘米。父母出生地之间1000公里的距离会使后代的身高增加0.94厘米。

研究小组发现,亲代遗传多样性对后代的身高有显著的积极影响。

有趣的是,本研究中未覆盖的杂种杂种的影响比女性更强,而不是女性。混合婚姻的男性后代收到了013年的教育,比同龄人高1.15厘米,而对于女性,这些数字分别为0.08岁和0.35厘米。这种差异可以通过性选择的概念来解释,其中遗传健康指标(例如高度)通常比女性更明显,而不是女性。

在遗传水平上研究杂种优势
朱博士和她的同事承认这项研究的一个局限性是他们无法使用单独的遗传数据,而是依赖出生场所之间的距离作为遗传多样性的代理。直到几十年前,中国内部迁移相对少见,因此这不太可能对结果产生了过度影响;但是,该团队正在努力通过遗传数据支持这些调查结果。

统计数据显示,杂交婚姻平均为儿童提供了额外的约0.11岁。ANEK.SOOWANNAPHOOM / SHUTTERSTOCK.com.

带着这个目标,该团队正在收集有关父母及其子女的基因特征的数据。研究人员将利用这些数据来改进他们对杂种优势的研究,但他们已经在一项关于身高和收入之间关系的调查中证明了杂种优势的价值。一般来说,在世界的某些地区,个子高的人往往赚得更多——即使从事的工作需要久坐,而身高对工作没有任何好处。通过对个人基因数据的详细分析,研究人员发现,事实上,身高本身与收入并不相关。相反,其他一些可能与身高有关的因素,比如健康的童年,也可能导致更好的收入。

朱博士、张博士、赵博士和陈博士的研究是首批深入研究人类表型杂种优势这一迷人而又有争议的课题的人之一。虽然仍有很多东西有待调查——例如,包括文化融合对孩子教育的潜在益处——但这项研究提出了几个前景光明的未来研究方向。它还提供了对未来的一个有趣的一瞥:随着人类迁徙的增加,在中国和其他地方,所谓的杂交婚姻将变得更加普遍,可能导致后代比他们的祖先更高,在认知发展方面有优势。

个人反应

你下一步计划研究什么?

通过中国农业大学支持的人力资本和基因经济学(HCG)调查,我们最近收集了中国个人的样本,其中包含标准人口/社会/经济特征和个体级基因型数据。我们的目标是将遗传数据整合到更大的经济研究中,为旧问题提供了新的分析工具和见解。更重要的是,我们寻求在没有遗传数据的帮助下寻求不可批伴的新问题,从而帮助人们了解基因和社会经济环境如何使我们如何让我们成为我们。

是否有计划扩大这项研究以涵盖其他表型特征?

我们计划扩大研究范围,探索个体水平的遗传多样性如何影响认知和非认知能力的其他方面,如BMI、外貌、个人-集体主义思维、冒险等。

这篇特写文章是经过研究团队的批准创建的特写。这是一个协作产品,由那些特色援助免费,全球发行。

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