综述:共享基因组的限制:为什么性别间的遗传相关性对进化社会科学至关重要
《Evolution and Human Behavior》:The shared genome constraint: why between-sex genetic correlation matters for evolutionary social science
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时间:2025年09月24日
来源:Evolution and Human Behavior 3.2
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本文探讨两性间遗传相关系数(rMF)对进化社会科学研究的影响,指出高rMF可能导致性状在性别间呈现的适应性解释被忽略。通过分析多 traits 的遗传数据,提出需结合rMF考虑间接选择,并建议在研究中明确假设rMF的值。
在人类行为和心理特征的研究中,进化社会科学家通常提出适应性假说,试图解释这些特征为何在特定的性别中表现出特定的功能。然而,一个常被忽视的重要因素是性别之间的遗传相关性(rMF),即影响某一性别的基因变异在另一性别中同样发挥重要作用。这种遗传相关性不仅揭示了性别间共享的基因架构,还可能对进化假说产生深远影响。如果一个性别的适应性特征是由于另一性别所受到的选择压力而间接演化出来的,那么我们对某一性别特征的解释可能会产生偏差。因此,本文旨在探讨性别间遗传相关性对进化社会科学研究的影响,并提出在构建假说时应考虑这一因素。
性别间共享的基因架构是进化生物学中的一个核心概念。人类共有23对染色体,其中22对是常染色体(autosomes),在男女之间是相同的。这意味着在常染色体上,男女在许多复杂性状的遗传基础上具有高度相似性。尽管性别差异在某些特定性状中可能较为明显,但总体而言,这些性状的遗传基础往往在性别间高度重叠。这种重叠使得选择作用在一个性别上可能对另一个性别产生间接影响,从而导致某些特征的演化并非源于性别特异性选择,而是由于基因相关性所驱动的间接反应。
以人类行为性状为例,许多性状的性别间遗传相关性(rMF)非常高。例如,注意力缺陷多动障碍(ADHD)在男女中的遗传相关性高达0.97,焦虑症的rMF约为0.94,酒精使用和吸烟的rMF分别为0.91和0.97,这些数值均表明男女在这些性状的遗传基础方面存在高度重叠。然而,像同性性行为(same-sex sexual behavior)和非配对交配(extra-pair mating)这样的性状,其rMF则较低,分别为0.63和0.03,这说明这些性状的遗传基础可能部分地受到性别特异性选择的影响。值得注意的是,即便在rMF较低的情况下,某些性状的性别差异仍可能源于基因相关性,而不是完全独立的进化路径。
性别间遗传相关性的存在,意味着在构建进化假说时,我们不能简单地将某一性别特征视为独立演化而来。如果某一性别的选择压力显著,那么这一压力可能通过遗传相关性影响另一性别,即使后者并未直接面临相同的选择压力。例如,某些研究指出,男性选择性行为(如择偶偏好)可能与女性的遗传相关性有关,因为两者共享相似的基因架构。同样,女性的攻击性可能也受到男性选择压力的影响,尽管在某些情况下,女性的攻击性可能有其独特的适应性功能,如保护后代或获取资源。
性别间遗传相关性还可能限制进化过程,尤其是在性状的适应性功能在性别间存在冲突的情况下。这种冲突被称为“性内冲突”(intralocus sexual conflict),即某些基因在某一性别中具有适应性优势,但在另一性别中却可能带来不利影响。例如,与睾酮水平升高相关的基因可能在男性中促进竞争性行为,从而提高其繁殖成功率,但在女性中可能增加健康风险或降低生育能力。这种情况下,性别间的遗传相关性会限制这些基因在两个性别中的独立演化,导致适应性功能的平衡或妥协。
此外,性别间遗传相关性可能在某些性状的演化过程中起到关键作用。例如,人类的父爱行为(paternal care)可能最初是由于对母性行为的选择压力而间接演化出来的。虽然母性行为在哺乳动物中普遍存在,但父爱行为却较为罕见,只有少数物种表现出明显的父爱行为。然而,人类的父爱行为却非常显著,这可能与人类的进化历史密切相关。人类的婴儿具有极高的依赖性,且成长过程漫长,这使得母性行为的选择压力异常强烈。在这一背景下,某些基因可能在母性行为中被选择强化,而这些基因同样可能在父性行为中发挥作用,从而通过遗传相关性推动父爱行为的演化。尽管父性行为可能在某些情况下受到性别特异性选择的影响,但其基础可能仍然与母性行为的遗传相关性有关。
同样,性别间遗传相关性也可能影响其他行为性状的演化。例如,风险行为(risk-taking)在男性和女性中表现出显著差异,但这些差异的遗传基础可能高度重叠。研究表明,男性和女性的风险行为之间的遗传相关性约为0.82,这表明大多数影响这一性状的基因变异在两个性别中都具有相似的作用。然而,由于性别间选择压力的不同,男性可能更倾向于风险行为,而女性则更倾向于风险规避。这种差异可能并非源于性别特异性基因变异,而是由于遗传相关性所导致的间接反应。因此,在解释风险行为的性别差异时,我们应考虑其是否是由于选择压力在某一性别中的作用,通过遗传相关性对另一性别产生影响。
对于某些性状,如同性性行为(same-sex sexual behavior),性别间遗传相关性的研究提供了新的视角。尽管同性性行为在某些情况下可能被视为不利的适应性特征,但研究表明,某些与同性性行为相关的基因变异可能在异性性行为中具有适应性优势。例如,某些基因可能通过促进异性择偶行为而提高个体的繁殖成功率,从而在男性中被选择保留,而这些基因在女性中可能通过遗传相关性间接影响同性性行为的表达。因此,同性性行为的演化可能并非完全独立,而是与异性性行为的适应性功能相关联。
在分析性别间遗传相关性时,我们还需要考虑其他机制,如性别的基因表达差异、激素调节等。这些机制可以解释某些性状在性别间的表达差异,而不仅仅是由于遗传相关性。例如,某些基因可能在男女之间以不同的方式表达,这种差异可能源于性激素的调控。然而,即使存在这些差异,它们通常是在共享的基因架构之上进行调节,因此性别间的遗传相关性仍可能保持较高水平。
在构建进化假说时,我们需要认识到性别间遗传相关性可能对某些性状的演化路径产生重要影响。对于某些性状,如父爱行为、择偶偏好和攻击性,我们不能简单地将其视为某一性别特异性的适应性功能,而应考虑其是否是由于另一性别所受到的选择压力,通过遗传相关性间接演化而来。这种间接反应可能在某些情况下成为性状演化的主导因素,而性别特异性选择则可能起到补充或修饰的作用。
为了区分性别间遗传相关性驱动的间接反应与性别特异性选择,我们可以采用多种方法。例如,通过分析性别间的遗传相关性(rMF)可以判断某一性状是否在两个性别中共享相似的遗传基础。此外,通过比较不同性别中基因表达的差异、性状的适应性功能以及选择梯度(selection gradients)可以进一步验证这一假说。这些方法可以帮助我们更准确地理解性状的演化机制,并避免因忽视遗传相关性而提出的不恰当的适应性解释。
综上所述,性别间遗传相关性在进化社会科学研究中具有重要意义。它不仅揭示了性别间共享的基因架构,还可能对某些性状的演化路径产生关键影响。在构建适应性假说时,我们需要充分考虑这一因素,以避免对性状的适应性功能做出错误的解释。通过分析遗传相关性、基因表达差异以及选择梯度,我们可以更全面地理解性状的演化机制,并为未来的进化研究提供更坚实的理论基础。
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