问题
你家里有遗传病史吗？你愿意接受基因检测，诊断自己是否有可能染上遗传病吗？为什么？
基因与环境的关系
本章的第一部分介绍了遗传基因与遗传特征的基本概念。但是，任何一种人类性状都不是基因遗传单一作用的结果。环境对于性状的生成和发展起着必不可少的作用。本书中的环境指的是儿童与其生命中的人、事物、情境的相互作用。儿童由父母抚养、老师教育，同时又受到兄弟姐妹、玩伴、榜样等的多方面影响。温度、光照、有毒化学物也会影响儿童发展，所以这些也属于儿童发展的一部分。本节中，我们将讨论遗传基因与环境如何相互作用形成儿童的复杂性状、特征、行为。
发展心理学家将遗传基因与环境之间的相互作用称为基因-环境交互作用，即第1章介绍的天性与教养的相互作用：天性（基因与遗传）与教养（环境影响）共同发挥作用，产生某种结果。第1章已经提到，哲学家、科学家一直以来都对天性与教养之间的相互关系非常感兴趣。几个世纪以来，有人认为天性重要，有人认为教养重要，但现在人们基本认为二者对儿童发展均有至关重要的作用。遗传基因与环境之间的相互作用表现在多个方面。我们会介绍三种常见作用方式——反应幅度、渠化作用和选窝现象，以及一种新理论——或然渐成论。
反应幅度、渠化作用和选窝现象
反应幅度 考察遗传基因与环境之间的交互作用，需要认识到个人的基因型（实际基因密码）限定可能出现的表现型（可观察到的性状）。所有可能出现的表现型就是每个人基因型的反应幅度。重点在于，基因限定反应幅度，但是表现型最终由环境影响决定。图2.12显示的是三名儿童认知能力的假设反应幅度。反应幅度是一种理论构架，有助于我们更加了解基因与环境交互作用的形式。但是实际操作中我们不可能确定某个人的反应幅度，因为在个人发展的有限时间里，我们不可能了解或操控所有环境因素。
图2.12 三名儿童认知能力（智商）的反应幅度（假设数据）
儿童甲显示反应幅度大。缺乏环境刺激的情况下，智商平平；如果加大环境刺激，智商则大大提高。儿童丙反应幅度较小。该儿童基因型已经设限，不管环境因素如何，智商都会较低。唐氏综合征可能会形成类似基因型，导致低智商。儿童乙反应幅度介于两者之间，随着环境变化，智商也会适度变化。
渠化作用 基因-环境交互作用的第二种考察角度，强调遗传基因如何保护儿童免受环境影响。渠化作用是指基因对于发展道路与结果的影响。换言之，基因作为强大的缓冲，可以帮助个人应对复杂的环境变化，并限制环境对个人的影的响。因此，一个物种的发展，局限于该物种特有的几种发展道路，只会产生该物种特有的性状特征。图2.13将发展概念假设为地形，清楚地显示以上结论。遗传基因限定了穿过发展地形上山川峡谷的几条路径或渠道。环境可以看作一股外力（像风一样），推动个人在发展地形上行进。渠道越深，说明这条发展路径受基因影响越深，受环境（风）影响越小。这个模型中，选择点（渠道一分为二，提供两种发展方向的地点）代表着发展过程的重要时期。例如，儿童出生头一年如果没有听到某种语言的语音，就会慢慢失去辨别这种语言中微弱差别的能力，未来也很难达到母语水平。
图2.13所示渠化作用，特别是右侧的地形图，强调了遗传基因的保护作用。这就解释了为什么人们面对极端环境条件仍可以生存下来。你看出渠化作用和第1章适应性主题之间的相互关联了吗？基因的限制作用可以保护人们免受环境的负面影响。例如，大多数婴儿大约1岁开始走路，这与父母的看护质量无关，与婴儿吸收的营养质量也无关。因此，我们可以看出行走可以算作一种渠化活动——不管环境因素有多大差异，婴儿基本都是1岁左右开始行走。只有出现严重的环境干扰，如婴儿遭受严重虐待或营养不良，才可能出现意外，行走延迟。不过，读者还需注意，这种理论非常强调遗传决定论，而事实上，环境因素对于个人发展也有很重要的作用。
新近出现的渠化理论弱化了遗传决定论的色彩。这种较新的理论强调了环境的作用，特别是产前环境和儿童早期环境。该理论称为经验渠化，认为遗传基因提供多种可能的发展结果（类似于图2.13左侧情况），环境则发挥限制作用，决定最终的一条或几条发展道路。以语音感知为例，婴儿1岁之前，听到各个语言的基本语音时都是相似的反应；1岁之后，才会分辨母语（出生头一年接触的语言）语音中的细微差别。换句话说，遗传基因使得人们拥有感知语音的能力，但是个人早期语言环境决定其分辨的具体语音。反应幅度理论与经验渠化理论都强调环境因素对于最终发展结果的决定作用，但反应幅度理论认为，特定遗传基因的发展道路和发展结果有很多种可能性。相比之下，经验渠化理论强调发展道路与发展结果十分有限，并且限制性作用在发展初期就已发生。
图2.13 渠化作用
图示山川峡谷代表个人行进的发展地形。圆球在地形中移动的路径代表个人的发展。遗传基因决定了地形的高低起伏，而环境作用则推动圆球穿过选择点，继续行进。每个山谷的宽度代表某个基因型对应的表现型数（类似反应幅度）。注意右侧地形渠化作用更强，遗传基因在个人发展中发挥更大的作用。
这两种不同渠化观点对于一系列实际问题也有不同解答。例如，父母时不时会担心他们是不是影响了孩子的发展结果。强调遗传基因作用的渠化理论，认为除非父母采取了某些极端措施，否则儿童不会受到影响，而是沿着既定的发展道路发展。看护方式、日常生活稍有差别，基本不会影响儿童的最终发展结果。经验渠化理论则提供完全不同的理解。按照经验渠化理论，父母在儿童早期创造的经历、提供的机会将大大影响儿童的最终发展结果。
选窝现象 出人意料的是，儿童基因与环境的交互作用还可以表现为基因对环境的影响。儿童所处或选择的某种环境或多或少受到基因的影响。第一，婴儿时期，遗传基因的影响表现得比较被动。这一时期，婴儿的环境几乎完全由父母控制。但是，儿童与父母有很多相同的基因，因此家庭环境与儿童基因相符。第二，随着儿童长大，遗传基因发挥刺激性作用。这是指儿童的遗传倾向刺激父母等人做出反应。假使儿童想要从事体育运动，父母可能会为儿童提供更多运动的机会，包括多去操场、鼓励儿童参加运动队等。这些活动由儿童遗传倾向引发，并进一步加强儿童这一方面的遗传倾向。
第三，当儿童更加年长，能自主选择活动的时候，遗传基因发挥主动作用。较大的儿童可以主动寻找最适合自己的窝，即活动和环境，这就是选窝现象。自由选择的情况下，内向的孩子愿意选择更安静、被动性的活动，例如，看电影、读书等。外向的孩子更愿意参加体育运动和喧闹的活动。内向或外向的基因促使儿童选择符合其基因倾向的活动。因此，基因决定儿童的某些性状或特征，也影响儿童周围的环境，从而影响儿童行为。
我们的双胞胎女儿就显示了被动、刺激、主动三种形式的基因影响。两人还是婴儿时，我们按照自己的兴趣提供环境——读书、放音乐给她们听，拥抱她们并轻轻晃动。我们的兴趣和能力反映了我们的基因，因为我们和女儿有很多相同基因，我们提供的环境应该与她们的基因倾向相符。孩子长大一点后，周围的环境明显对她们产生了不同的影响。雷切尔非常开朗，喜欢快节奏的体育运动。莉莉更喜欢玩电脑游戏、芭比娃娃，或是安静地坐在大人腿上。我们对这些变化做出反应，让雷切尔花更多时间运动，让莉莉安静地玩耍。两个女儿现在长大了，开始积极选窝，因为倾向不同，她们选择的环境必然不同，包括个人爱好、结交的朋友和闲暇活动。
或然渐成论：激活你的基因
研究人员仍在研究基因与环境之间更复杂的交互作用如何影响人们的性状和特征。或然渐成论就是其中一个例子。“渐成”是指在发展过程中慢慢形成（而非从一开始就存在）某一性状、特征或行为。“或然”是指依据特定环境条件，某些特征或性状可能形成（而非与环境无关、必然形成）。或然渐成论认为，只有在遗传基因由特定环境条件或生活经验激活后，才有可能形成某一行为结果。例如，一个人就算遗传了某种癌症基因，最终也不一定患病。他选择的生活方式（如饮食运动习惯、抽烟、日晒等）可能会影响癌症基因是否被激活，以及他是否患上癌症。
这种交互作用并不新鲜，但这一理论将环境作为激活基因的主要因素，具有开拓意义。研究人员认为，人体内大多数基因不是直接表现而是被激活的（有人估计这一比例高达98%）。这意味着每个人的潜在发展路径远比实际发展路径多得多，个人环境决定基因组中哪些部分会被激活。图2.14显示了这种复杂的交互作用。例如，我们知道某些环境因素（如光、压力、营养、白昼长度）影响体内多种激素水平。激素进入细胞核，影响蛋白质合成，最终“打开”或“关上”某些基因。因此，不仅基因可以影响行为（见图2.14左上箭头），环境也可以影响哪部分基因被激活并表现出来（见图2.14下方箭头）。
我们来了解一下论证或然渐成论的一些重要研究。或然渐成论认为，环境如果发生重大变化，最终激活出来的基因也会改变。因此，如果研究人员将一个有机体放置在迥异于其自然环境的陌生环境中，即使遗传信息不变，有机体也可能形成该物种不常见的某些特征或行为。实际上，有些研究确实得出了这一结论。例如，改变小鸟胚胎发展环境，可能导致小鸟长出牙齿。小鸟胚胎已经形成，说明导致异常特征的基因已经存在，只不过正常发育的小鸟不会显现这一特征。环境变化激活了正常情况下“关闭”的基因。另一个实验中，研究人员将果蝇卵短暂暴露于乙醚气体中，导致孵化出来的果蝇多长了一对翅膀。基因激活的变化也可能遗传到后代——两对翅膀的果蝇后代也多长了一对翅膀（有些研究人员认为只有维持变化的环境，才能保证后代同样的基因得到激活）。
图2.14 或然渐成论
基因决定身体或行为特征（如高度活跃），促使儿童选择某些环境（如剧烈或刺激性运动）。但是环境也可以使身体产生变化（如激素水平），进而选择性激活基因。
这些研究对于人类发展意味着什么？显然，人类遗传潜能很大，但只有一小部分得以显现。儿童的环境（包括产前与出生后的环境）决定哪些部分可以显现。尽管研究人员取得了不少进展，我们还是无法断定哪些环境因素对于基因表达影响最大，也无法确定环境因素如何形成复杂性状，如智力与人格。但是或然渐成论有力地证明了基因与环境之间的关系，强调这种相互关系对发展产生影响，且天性与教养互相依存。
行为遗传学
你与兄弟姐妹、父母有何不同？不同点或相似点是由什么造成的？这些都是行为遗传学试图解决的问题。
行为遗传学、遗传率、共享与非共享环境
什么是行为遗传学？这一研究领域对发展学研究有何助益？第1章介绍了天性与教养之间的关系，让读者初步了解行为遗传学。行为遗传学研究遗传基因（与环境影响相对）对特定行为的影响程度，常常讨论某些行为结果的遗传率。遗传率是指一种估测数值，衡量某一性状受遗传基因影响的程度。本章稍后会详细介绍如何估测遗传率。遗传率估值范围在0.00～1.00之间，估值越高，遗传基因对于性状的影响越大。例如，身高遗传率估测为0.90，那么人们的身高基本由基因决定。相比之下，某些态度（如宗教性、对于种族融合的态度等）的遗传率就低得多。根据不同的衡量标准，宗教性遗传率估值在0.04～0.22范围内波动，种族融合则为0.06。遗传率估值低，表明这些态度的变化几乎不受基因变化影响，而是受学习经历与环境因素的极大影响。
学生应该避免利用遗传率估值断定某一性状是否“天生”。遗传率估值衡量的是特定人群中某一性状的变化多大程度上受遗传基因的影响。还需注意，即使某一性状遗传率估值很高，也并不意味着人们一定会表现出这种性状。对此，或然渐成论已经给出解释，遗传潜能需要环境条件才能激活。尽管遗传率估值理论上可能高达1.0，但是行为遗传学研究的复杂性状从未出现那么高的遗传率。一般来说，0.50以上的遗传率估值就已经很高了。
最近几十年来，行为遗传学越来越注重环境对于发展的影响。本书中已经多次提到，实际发展结果是基因与环境共同作用的结果。但是要解释不同的行为结果，我们必须区分两种不同的环境——共享环境与非共享环境。共享环境包括共同生活的人的共享经验与环境条件。共享经验往往导致类似的行为结果。一个家庭的共享环境包括阅读材料、参加的文化或体育活动，以及家庭整体的社会经济水平。
不过，共享环境无法解释家庭成员之间的行为差异。如要理解家庭内部差异，我们还要研究导致个人差异的环境因素，即非共享环境。非共享环境包括个人的独享经验和环境条件。非共享环境因人而异，它会导致行为结果出现差异。例如，家里的一个孩子把大量时间花在听音乐和玩乐器上，而另一个孩子则更喜欢观看和参加体育运动。尽管他们生长在同样的家庭，但两人大部分时间都处在不同的环境条件中。
如何估测遗传率
研究人员常用两种方法估测遗传率——双胞胎研究和领养研究。双胞胎研究通过比较同卵、异卵双胞胎，估测基因对于某一性状的影响力。这种研究利用同卵、异卵双胞胎的区别来达到研究目的。本章已经提到，受精卵一分为二，从而形成同卵双胞胎。因为来自同一个受精卵，双胞胎必然拥有相同的基因。而异卵双胞胎由两个受精卵发展而成，因此两人基因相似度与非双胞胎一样，大约有50%的遗传信息相同。
在双胞胎研究中，研究人员通过比较同卵、异卵双胞胎的各类参数（如智商或人格参数），进而估测遗传率。他们分别计算每对双胞胎之间的相关性，然后比较同卵双胞胎与异卵双胞胎的相关性。（第1章提到过相关性是衡量两个变量之间关联程度的数值。）如果基因对于所研究的性状影响很大，那么同卵双胞胎的相关性应该远远高于异卵双胞胎的相关性。
领养研究通过研究被领养儿童及其亲生父母、兄弟姐妹、领养家庭，估测基因对于某一性状的影响力，比较儿童与亲生家庭的相关性和儿童与领养家庭的相关性。如果基因对于所研究的性状影响很大，儿童与亲生家庭的相关性应该远远高于儿童与领养家庭的相关性。
有时两种研究方法可以结合起来，提供一种估测遗传率的新方法，例如，通过研究被不同家庭收养的同卵双胞胎，估测遗传率。但学生应该记住，无论是双胞胎研究、领养研究，还是两者结合的研究，都只能提供遗传率的估值。而且，有些因素还会影响估值。例如，很多领养机构采取选择安置措施，为儿童选择与其亲生家庭相似的领养家庭。领养机构在为儿童选择领养家庭时，一般考虑种族和文化背景、整体社会经济地位和教育水平等因素。你认为选择安置会对遗传率估值产生什么影响？部分领养研究表明，选择安置对于所研究的性状影响不大，但是，更多的研究并没有提供相关信息。双胞胎研究中的环境相同假说也值得深究，研究人员一般假设双胞胎所处的环境是相同的。你认为这一假说成立吗？同卵双胞胎的环境相似度是否会高于异卵双胞胎？如果同卵双胞胎环境相似度更高，那么遗传率估值有可能偏高。
最后，请记住，在很多情况下，儿童基于个人遗传倾向，会选择或被放置在特定环境，而且正如前述或然渐成论所说，基因激活有赖于环境因素。目前的研究方法还无法解开遗传基因与环境之间的相关性。遗传率估值不单由遗传或环境决定，而是二者相互作用的结果，因此很难判明二者对于遗传率估值的影响。新兴的统计学方法，如在第1章学到的路径分析，可以描述基因与遗传之间的关系，以及选择安置与不同环境可能产生的影响。现在，我们只要通过这些方法进行简单的相关性比较，就可以得到更加精确的遗传率估值。
复杂特征的遗传率
研究人员利用上述方法研究了多种不同的人类特征，以便更好地理解基因与环境的影响。表2.4列出了几种性状或行为的遗传率估值。结果显示，所有性状或行为都表现出轻到中度遗传率。
认知能力的遗传率 智力可能算得上是研究人员研究得最多的一个行为特性了。研究人员一般利用标准智力测试分数（智商）来衡量个体的智力高低。表2.5显示的是216个不同研究中的平均智商相关性。这些数据表明，遗传因素对智商有显著影响。同卵双胞胎智商相关性明显高于异卵双胞胎，亲生父母相关性高于养父母相关性。根据这些数据，行为遗传学推算智商遗传率约为0.50。如表2.4所示，认知能力（如空间推理、言语论辩和感知速度）和学习表现（如语言使用、数学、社会研究和自然科学）的遗传率估值比较接近。
表2.4
表2.4（续）
表2.5
因此，认知能力似乎受遗传因素影响较大。遗传影响会随着年龄的增加而改变吗？毕竟，随着儿童长大，不同的遗传系统发挥作用，环境影响也会改变。若干研究表明，某些认知能力的遗传率估值会发生变化——随年龄增加而增加。从图2.15中可以看出，随着年龄增加，遗传因素对认知能力的影响增强。为什么会这样呢？前文提到的选窝现象认为基因通过引导个人选择环境来影响环境。随着人们长大独立，更加自主选择环境，这种效应更加明显。遗传率估值增加可能反映了基因的间接影响。还要注意，尽管基因的整体影响慢慢增强，但我们并不清楚具体涉及哪些基因。可能人的一生中各个时期发挥作用的基因不同，其中一些基因的影响增强，另一些的影响削弱。
我们还需要进一步研究，才能理解不同时期特定基因的相互作用与影响。同时我们也要清楚关于认知能力遗传率的研究常常富有争议。
人格与气质的遗传率 行为遗传学家也研究过人格遗传率。与认知能力研究一样，大多数人格研究表明，遗传因素发挥着重要作用。如表2.4所示，双胞胎研究和领养研究得出的遗传率估值高达0.70。平均考虑人格主要方面的遗传率，可得出结论：40%～50%的人格变化由遗传因素影响。
人格遗传率估值也随年龄变化而变化，但不像认知能力遗传率估值一样随年龄增长而增加。例如，青少年后期，外向性、情绪不稳定性、情绪性、活动水平和社交性等遗传率估值均呈下降趋势。但是在社会发展等其他方面，如亲社会/反社会行为、自尊、宗教性等，遗传率估值则随年龄增长呈上升趋势。一般认为，基因对于人格的影响不会随着年龄的增加而产生很大变化；如出现变化，多由环境变化所致。对于人格相关基因及其基因标记的研究才刚刚开始。
发展心理学家十分关注人格中的气质，即儿童的活动水平或面对刺激的反应模式。儿童在很小的时候就在易怒程度、社交性和活跃度等方面产生明显差异。这些差异多延续到儿童成年以后，对儿童社会交往影响重大。下面我们来看看基因对气质有什么影响，关于这个问题的详细介绍见第6章。
如表2.4所示，气质的若干方面，如焦虑、社交性、活动性/冲动性和情绪性，都表现出中度遗传率。针对3个月大的婴儿进行的研究显示，基因对注意力、活跃度、参与程度和害羞等性状有持续影响。气质对于儿童人际交往影响重大。读者应该也知道，随和、反应灵敏、总是微笑的孩子比易怒、挑剔、难以安慰的孩子容易交流得多。
图2.15 言语能力和空间能力的遗传率
某些认知能力的遗传率估值随年龄增加而增加，可能是由于选窝倾向更加明显。人的一生中各个时期发挥作用的具体基因也不相同。
有些研究人员认为，基因对气质的影响还有文化层面的深远意义。杰罗姆·凯根提出各个人类社群有其独特的气质（与第1章中提到的多样性主题相关）。气质差异导致不同文化出现不同的哲学。凯根据此假设提出，文化差异的基本方面，即每个文化的不同哲学，可能受到基因影响。例如，佛家哲学比西方哲学更加注重宁静和谐，同时这些特点也在亚洲文化中更为常见。这一观点乍看十分牵强，但是白人婴儿与亚洲婴儿的各方面气质，如活跃水平和发声等，确实都有显著差异，而气质明显受到基因影响。凯根并不是在讨论哪种哲学更为优秀，也没有否认环境对于气质和哲学的影响。哲学一直以来被认为由环境决定，而现在凯根提出基因有可能影响哲学的观点，既新鲜又有趣。
从表2.4可以看出多动症、精神分裂症、肥胖和酗酒的遗传率估值较高。研究人员已经初步证明部分症状和认知能力的标记基因与遗传率，但是还需进一步研究才能得出确切结论。
本章介绍了基因相关的基本信息，包括基因的结构、基因的代际遗传及其对智力和人格等复杂性状的影响。行为遗传学取得了激动人心的进展，遗传学研究也发展迅速，不出几年我们就能更加深入地了解基因对于行为的影响。关于基因与环境，我们希望你们能记住以下几点：第一，基因与环境的交互作用十分复杂。儿童发展理论的研究的核心问题经历了从“哪个因素有影响？”到“哪个因素影响最大？”，再到现在的“两个因素如何相互作用，并共同影响复杂性状和特征？”的过程。第二，我们必须重申，某一性状受基因影响，并不意味着这一性状不受环境制约，也不是否定个人自由意志的作用。正如戈特利布所说，“基因对于行为的形成必不可少，但并不是唯一的影响因素”。第三，目前大量研究围绕基因对于智力、性取向、攻击性等争议性状的影响。对于基因作用的研究固然重要，但是社会如何解读和利用研究成果也很重要。行为遗传学家希望社会可以利用新发现来制定、实施更加人性化的政策，不过最终实现这一点还需政策制定者更加深谋远虑，公众更加了解情况。
