基因与环境造成的变异

同一个物种的变异，有些是来自不同个体的基因差别，而不仅是环境差异所引起的。在这种情况下，我们原则上仍然可以逐一为其中的每个基因或每组基因定义出反应规范。利用人类的体重，就可以说明特征差异与基因差异以及反应规范的关联。极多证据显示体形受遗传影响。一个人若因为遗传而具有容易导致肥胖的基因，仍可以经由节食而变苗条，但是当他不节食时，很容易变回原样。另一方面，天生苗条的人可能总是保持原样，只有在不断过度饮食或内分泌失调的情况下，才会变得肥胖。这两种人的基因具有不同的反应规范。在相同的环境中，包括相同的饮食和运动条件，他们会得到不同的结果。大家常听到的则是反过来的说法：那些在遗传上有差异的人需要不同的环境，尤其是不同的饮食和运动计划，才能产生相同的结果。

同一种基因和环境之间的相互作用，也出现在各种与人类相关的生物现象上，包括社会行为。美国社会历史学家萨洛韦（Frank J. Sulloway）在1996年出版的重要著作《天生的叛逆者》（Born to Rebel）中指出，一个人在家中的排行会影响他在家庭动态关系中的角色，因此对个性形成影响极大。排行靠后的小孩儿对父母的角色和信仰最不认同，容易变得较有创造性，比老大更容易接受政治和科学上的改革。因此，在历史上，他们对文化变化的贡献平均比老大要多。他们这方面的成就，是因为他们会被独立且往往叛逆的人物吸引。一般而言，这个现象首先在家庭中出现，之后才在社会中出现。既然排行和基因差别没有任何直接的关联，那么影响发展过程的基因，可以说是在各种既存的环境区位中散布效果。萨洛韦提出的排行效应，实际上就是这些基因的反应规范。

在某些生物学范畴内，例如最基本的分子过程和大体解剖出来的结构，几乎每个人都是以相同的基因来影响特征，因此也具有共同的反应规范。在遥远的地质年代中，当这些共同的特征还在进化时，我们也许可以找到基因上的变异，但是天择让变异愈来愈小，最后几乎降到了零。比方说，所有的灵长类动物都有10个手指和10个脚趾，没有因为环境而造成差异。因此，这个基因的反应规范是确切的单一状态：10个手指和10个脚趾。但是在其他大部分范畴内，人类在基因上则具有相当程度的差异，甚至包括那些足够一致而可以视为共同文化的特征。为了让这些变异做最佳的运用，来维持健康、发展天分和发挥人类潜能，我们必须了解遗传和环境所扮演的角色。

我所谓的环境，并不只是人们见到的自己所存在的当前状况；片刻的印象并不够，我们所需要的，是产生生物学家和心理学家所使用的意义，也就是在生命各个阶段中逐步塑造身心的无数影响力。(www.daowen.com)

我们不能像对待其他动物那样，在控制的状态下让人类交配并加以抚育，因此很难得到有关基因和环境相互作用的资料。只有相当少数影响行为的基因，能在染色体上确定其位置（我在后面会描述其中一些），然而这些基因在发展过程中发挥影响力的确切途径，却很少有人追踪。在这段过渡期，较受喜爱的相互作用测量值是遗传率（heritability），也就是特征变异中由遗传因素所导致的百分比。遗传率并不适用于个人，只能用在族群上。我们不能说：“这位马拉松选手的运动能力有百分之二十来自他的基因，百分之八十来自环境。”但是就以下的假设例子，这样的叙述是正确的：“肯尼亚马拉松选手在表现上的差异，有百分之二十是因为遗传，百分之八十则由于环境。”对那些想要对遗传率和变异数（variance，统计学家和遗传学家测量变异的数值）具有更精确定义的读者，我在这里附上相关的讨论：

扣除数学上的精细，遗传率可以由下述方式估计。从种群（population）中抽取个体为样本，以标准化的方法测量某项特征，比方说，以个人在跑步机上的有氧运动能力代表耐力。之后，测量样本中个体的变异，并估计其中有多少来自遗传，这个数值就是遗传率，而我们测量到的变异就是变异数。要得到变异数，首先计算出样本中所有个体的平均值，然后把每个人的分数减掉平均值，再把差额平方。变异数就是所有这些差额平方的平均值。

估计变异现象有多少是来自基因（遗传率），主要方法是比较同卵和异卵双胞胎。同卵双胞胎具有完全相同的基因；异卵双胞胎只有基因数目相同，其实他们与不同时间出生的兄弟姐妹一样，所以和同卵双胞胎相比，异卵双胞胎的长相总是不那么相似。因此，异卵双胞胎和同卵双胞胎之间的差异，可以用来估计遗传对整个特征变异的贡献。如果研究那些在婴儿时期就分开、由不同家庭所领养的同卵双胞胎，这个研究方法的效果还会加强。在这种情况下，这对双胞胎具有相同的遗传因子，但是在不同的环境中成长。我们还可以进一步采用复相关性研究（multiple correlation study），加以辨认环境的主要影响力，并且估计个别影响力对变异现象的贡献。