影響孩子身高的因素,先天遺傳和后天環(huán)境哪個更重要?
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我們經(jīng)常從一些科普文章中看到過這樣的說法,影響一個孩子未來身高的因素,遺傳占70%,而后天環(huán)境占30%。
很多人對此深信不疑。
遺憾的是,這種說法是對遺傳率的一種誤讀。
首先,遺傳率這個概念是針對群體,而非個人的。
所謂遺傳率,指的是在一個群體中,其成員的表型差異有多少是由遺傳差異決定的,多少是由環(huán)境差異決定的。
比如說,某個國家青少年身高的遺傳率是70%,這意味著,身高受遺傳控制的程度沒有達到100%,還有30%受環(huán)境因素的影響。因為生長環(huán)境的各項條件,包括營養(yǎng)、鍛煉、睡眠等方面的不均衡,使得該國青少年的平均身高,并不能100%充分表達出遺傳應(yīng)有的水平,因而在他們成年后的平均身高中,遺傳的影響僅占70%,而環(huán)境的影響占30%。
其次,遺傳率并不是一個絕對數(shù)值,在不同的群體中是存在差異的。
既然生長環(huán)境的好壞會決定遺傳的表達,那么在一個非常理想的環(huán)境中,例如在某個國家,青少年所處環(huán)境所提供的營養(yǎng)、鍛煉、睡眠、心理健康等因素接近于完美,這個群體的遺傳率應(yīng)該是多少呢?
答案是,無限接近于100%。
因為生長所需要的后天條件是完全被滿足的,所以我們說,這些青少年的身高,完完全全是由遺傳所決定。
雖然這樣完美的生長環(huán)境,在現(xiàn)實世界中是很難存在的,但可以無限接近。同時,我們由此可以得出一個結(jié)論——生長環(huán)境越好,身高的遺傳率也就越高。
由于各個國家、地區(qū)和群體所處的環(huán)境各不相同,因此不同國家、甚至不同年代青少年的身高遺傳率也存在著巨大的差異。
2020年,著名醫(yī)學雜志柳葉刀發(fā)表了一個研究,該研究在1985至2019年期間,對200個國家和地區(qū),共計6500萬名學齡兒童和青少年的身高和體重指數(shù)軌跡進行了匯總分析。
我們從中選幾個國家作為示例。
首先是中國,從1985年到2019年期間,19歲青少年的平均身高,男孩從167.6cm,增長到了175.7cm。
而女孩的平均身高則從157.4cm,增加到了163.5cm。
由此可見,在過去的35年中,中國19歲男孩的平均身高增加了8.1cm,而女孩增加了6.1cm。
值得一提的是,中國青少年身高的增長幅度,男孩名列全球第一,而女孩則是第三。
是什么原因?qū)е铝酥袊嗌倌晟砀叩木薮笞兓兀匡@然,過去35年中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,讓青少年的生長環(huán)境獲得了持續(xù)性的改善。
從遺傳率的角度來說,假設(shè)當今世界青少年的身高遺傳率是70%,那么在35年前的中國,該數(shù)字要遠遠低于70%,而在今天,則是高于70%。
作為對比,我們看看其他幾個國家。
全球身高第一的荷蘭,在過去35年間,19歲男孩的平均身高從180.6cm,增長到了183.8cm。
女孩的平均身高從168.2cm,增長到了170.4cm。
全球經(jīng)濟第一的美國,男孩身高從175.7cm,增長到了176.9cm,遺傳率的提升幅度不大。
而女孩身高從163.0cm到163.3cm,增長幅度更是微乎其微。
我們的近鄰日本,男孩身高從170.4cm增長到172.1cm。
女孩身高從157.3cm增長到158.5cm。
不難推測,美日兩國較低的遺傳率增長,與其放緩的經(jīng)濟增速呈正相關(guān)?;蛘哒f,這些發(fā)達國家給青少年所提供的生長環(huán)境相對比穩(wěn)定。
那么,是不是說,當生長環(huán)境達到一個非常理想的程度,也就是遺傳率達到接近100%時,人類的身高將停止增長?
如果不考慮基因突變的話,確實如此。
與此相對應(yīng),當某群體所處的環(huán)境惡化時,青少年身高的遺傳率也會相應(yīng)降低。
事實上,并非全球青少年的身高在過去35年中都在提升,也有若干是在倒退的。
例如意大利,19歲男孩的身高,從1985年的175.1cm,下降到了2019年的174.4cm。
女孩的身高同樣在減少,從161.9cm下降到161.8cm。
其他國家如馬里、塞內(nèi)加爾、尼日利亞、利比里亞等,都出現(xiàn)了一定程度的負增長。
顯然,這些國家衰退的經(jīng)濟甚至是常年戰(zhàn)亂的環(huán)境,影響了青少年身高的發(fā)育和增長。
具體到我們每個家庭的孩子來說,影響身高的關(guān)鍵因素確實是遺傳和環(huán)境,但二者并不是簡單的相加關(guān)系,而是相乘的關(guān)系。
而遺傳和環(huán)境的重要程度,也不是所謂的七三開,而是同等重要,缺一不可。
說完了遺傳率這個概念,其他關(guān)于青少年身高預測的一些疑惑也就不難解答了。
讓我們一起來看幾個常見的問題。
問題一:假設(shè)環(huán)境相同,不同的人種之間,基因差異所導致的身高差異大嗎?
因為人類大范圍的基因交流,大的群體之間不存在明顯差異。我在之前的視頻也說過,按照膚色進行人種劃分不是一個科學的概念。但在一些小且封閉的群體中,例如非洲某些比較封閉的原始部落,基因的差異可能導致明顯的身高差異。
問題二:網(wǎng)絡(luò)上常見的身高預測公式有用嗎?
下面這些是網(wǎng)絡(luò)上流傳已久的身高預測公式——
甚至還有所謂的寶寶身高計算器——
它們有沒有用呢?
且不說公式本身的算法是否正確,我們知道,要得出正確的結(jié)論,首先要有正確的前提,那么這些計算公式的前提是什么?
是父母的身高,而且應(yīng)該是遺傳充分表達的身高,或者說他們按照遺傳本應(yīng)該長到的身高,否則結(jié)論是不可能正確的。
然而,因生長環(huán)境所限,很多父母成年后的身高,并不能完全體現(xiàn)出遺傳的表達。
比如說,有的父母個子矮,但不是因為他們的遺傳不好,而是父母在青少年時期或營養(yǎng)不均衡,或缺少鍛煉所導致,所以他們的孩子,一旦生長于一個優(yōu)越的環(huán)境,身高會遠遠超過父母。
而有的父母因為從小生長環(huán)境好,身高發(fā)育充分,因此他們的孩子即便從小環(huán)境優(yōu)越,身高相比父母也很難有明顯的增長。
兩種不同的情況,導致兩對同樣是175cm和165cm的父母,按照公式算出來的孩子身高應(yīng)該接近,然而事實上卻可能差別很大。
此外,決定后代身高的基因有很多,有的父母本身個子不高,也就是說,他們各自的基因組合分別都不利于長高,但兩個人基因的重新組合之后,卻可能出現(xiàn)有利于長高的基因組合。
最后,所有身高預測公式都存在一個正負值到7-8cm的浮動范圍,也就是說,假設(shè)公式預測你的男孩能夠長到176cm,那么最終,他的身高最高值可達到184cm,而最低值則只有168cm,兩個不同的數(shù)值,或許將帶來兩種不同的人生。
這樣的預測,又有多少意義呢?
問題三:既然遺傳在現(xiàn)階段是無法改變的,那么我們在為青少年創(chuàng)造后天環(huán)境方面,還需要注意些什么?
我們常說,均衡的營養(yǎng),能夠為青少年的發(fā)育提供身體所需要的基本材料,充足的體育鍛煉和睡眠,以及良好的心理健康,能夠保證生長激素的正常分泌。
以上都是后天環(huán)境對青少年身高的重要影響因素。
雖然大多數(shù)父母對這些概念爛熟于心,但在養(yǎng)兒育女的過程中,卻仍然存在著很多問題。
先說營養(yǎng),在很多父母之間的交流場景中,經(jīng)常可以見到那些為孩子吃飯發(fā)愁的父母,羨慕那些能吃的孩子。而孩子的爺爺奶奶這一輩,更是把“拼命喂飽孩子”這件事貫徹到極致。
所以我們經(jīng)常能夠見到一些身材并不是很高,體型卻鼓鼓囊囊的小胖子。
為什么會這樣呢?
因為時至今日,很多父母家長仍然分不清“充分且均衡的營養(yǎng)”和“使勁兒吃”有什么區(qū)別。
對于青少年身高的生長發(fā)育,最重要的營養(yǎng)是蛋白質(zhì)、鈣類以及維生素D等營養(yǎng)素,簡單說就是肉蛋奶、蔬菜以及水果,而在我們的傳統(tǒng)飲食中,存在著很多對于青少年生長發(fā)育毫無益處的“垃圾食品”。
以最容易被忽視的早餐為例,目前國內(nèi)仍然有很多家庭,給孩子吃的早餐是以傳統(tǒng)的白粥、油條、饅頭、咸菜等食物構(gòu)成,這些食物的共同特點是碳水化合物比例過高,容易導致熱量超標,而長高更需要的蛋白質(zhì)、鈣類以及維生素卻攝入不足。
過量的碳水化合物會讓孩子長胖,卻不能讓他們長高,于是就有了那些身材不高的小胖子。而超重肥胖反過來又會限制孩子生長激素的分泌。還容易導致骨齡提前,使孩子提前發(fā)育從而縮短了身高增長的空間。
有人說,你這是何不食肉糜。有多少家庭的早餐,能吃得起大魚大肉?
其實,營養(yǎng)均衡的早餐并不奢侈,最簡單的配置,1個雞蛋、1杯牛奶加上一個蘋果,就可以解決問題。
這不是一個經(jīng)濟問題,而在于你是否愿意挑戰(zhàn)固有習俗和傳統(tǒng)文化。
然后是鍛煉和休息。
在當今的中國,孩子之間學業(yè)競爭之“卷”,甚至能讓有些國家的成年人都感到觸目驚心。且不說現(xiàn)在連小學體育課都經(jīng)常被數(shù)學語文所霸占,即便是放學以后,孩子每天做到深夜的功課,也讓他們難有外出鍛煉的時間。
越來越多的奧運金牌沒有讓我們成為一個體育大國,而孩子的體育鍛煉和健康狀況,卻越來越讓人擔憂。
繁重的課程和作業(yè)不僅讓孩子缺乏體育鍛煉,也同樣在壓縮他們的睡眠時間,影響著他們的心理健康。
作為父母,我們捫心自問,如果忽視了孩子的身體健康和心理健康,而僅僅追求讓孩子長個,不正是所謂的舍本逐末嗎?
問題四:除了身高之外,青少年受遺傳率影響的還有其他哪些重要方面?
除了身高之外,受遺傳率影響、最被父母所關(guān)注的還有孩子的學習成績。
在教育發(fā)達的國家和地區(qū),遺傳率對于青少年學習成績的影響可以達到70%,而在教育資源相對不那么均衡的地方,遺傳率的影響要低得多。
也就是說,教育的高度發(fā)達和公平,才能真正達到讓孩子拼智商的程度。在此之前,拼的是父母如何為孩子獲得更多教育資源。
這正是造成目前一些社會教育問題的原因所在。
和因為自己身材不高而擔心孩子個子矮不同,很少有望子成龍的父母會懷疑自己的孩子先天智商不足。所以無論什么樣的孩子,父母在條件允許的情況下,總會想盡一切辦法讓孩子進入到當?shù)亟逃龡l件最好的學校,甚至讓孩子去到一個陌生的城市。
當然,這不是父母的錯,他們無法改變孩子的遺傳,所能做的,就是努力去改變孩子的環(huán)境。
有人說,現(xiàn)在的孩子,拼的不僅僅是他們本身,更是他們的父母,甚至是祖父母。
也許對于中國人來說,這種拼勁,本身就是一種遺傳力的體現(xiàn)吧。
本文完
文 | 吳興川 編輯 | 王曉純(科普中國)科學顧問 | 內(nèi)含子