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遺傳率:遺傳學中最被誤解的數字

遺傳率告訴你某性狀的變異有多少是遺傳的——卻幾乎不告訴你該性狀能否改變。學習它的真正含義、廣義對狹義,以及要避免的陷阱。

遺傳率是什麼

遺傳率是一個數字,回答一個精確的問題:在某群體內某性狀的全部變異中,有多大比例歸因於遺傳差異? 它是方差之比——遺傳那一份除以整個餡餅。若某性狀的遺傳率為 0.7,那麼該群體中*個體間差異*的 70% 可追溯到遺傳差異,30% 歸於其他一切。

廣義對狹義

它有兩種風味。廣義遺傳率(H²)將全部遺傳方差——包括等位基因以非加性方式交互的部分——作為總方差的比例來計算:H² = V_G / V_P。狹義遺傳率(h²)只計算加性遺傳方差 V_A——即能可預測地從親代傳給子代的那部分:h² = V_A / V_P。

Partition the genetic variance further:
    V_G = V_A + V_D + V_I
            |     |     |
      additive  dominance  interaction(epistasis)

Broad-sense:   H^2 = V_G / V_P     (all genetics counts)
Narrow-sense:  h^2 = V_A / V_P     (only ADDITIVE counts)

Worked example:
    V_A = 30, V_D = 6, V_I = 4, V_E = 10
    V_G = 30 + 6 + 4 = 40
    V_P = 40 + 10   = 50
    H^2 = 40/50 = 0.80
    h^2 = 30/50 = 0.60   <- predicts resemblance & breeding response
廣義使用全部遺傳方差;狹義只使用加性部分。

為什麼要在意這個差別?因為狹義 h² 才是能預測未來的那個。只有加性效應能可靠地傳給下一代,所以 h² 告訴育種者一個群體對選擇會有多大響應,也告訴我們子代會與親代相似到何種程度。廣義 H² 是對遺傳更完整的核算,但作為跨代遺傳的預測指標卻更差。

三個陷阱

  1. 高遺傳率不等於不可改變。 視力高度可遺傳,但眼鏡瞬間就能矯正。遺傳率對*環境*干預能否改變該性狀隻字未提。
  2. 它繫於特定群體與環境。 若所有人吃相同飲食,食物就無法造成差異,於是 V_E 縮小、遺傳率上升——而沒有任何基因改變。換到營養不均的地方,同一性狀的遺傳率就會下降。
  3. 它對群體平均值隻字未提。 兩個群體*各自內部*的高遺傳率,絲毫不能告訴你兩群體平均值*為何不同*——那差距可能完全是環境造成的。這是整個遺傳學中最常被濫用的錯誤之一。