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超越孟德尔:呈现渐变的性状

豌豆的颜色非黄即绿,但人的身高却呈连续范围。认识连续变异以及产生它的多基因性状。

两类性状

孟德尔杂交豌豆时,他追踪的每一个性状都落入整齐的类别:高或矮、圆或皱、黄或绿,没有中间状态。这类性状称为离散性状质量性状——你可以把每个个体归入少数几个箱子。孟德尔式遗传能漂亮地解释它们,因为每一个都由单个带有几个等位基因基因控制。

现在把一百名成年人按身高排队。你不会看到两个组别,而会看到从矮到高的平滑梯度,大多数人聚集在中间附近。这就是连续变异,其背后的性状是数量性状:你在某个尺度上测量它,而非把它归类。体重、血压、产奶量与谷粒大小都是如此。

梯度为何出现

这种平滑分布并非魔法,而是算术。连续性状通常是多基因的:许多基因各自把数值往上或往下推一点点,而你看到的性状大致是所有这些推动(加上环境)的总和。单个基因给你两三个类别;二十个基因时,可能的总和数目极其庞大,它们之间的间隙缩小,直方图便填充成一条平滑曲线。

One gene (A/a), 'A' adds 1 unit:
  aa = 0   Aa = 1   AA = 2     -> 3 height classes

Three genes (A,B,C), each capital adds 1:
  count of capital letters can be 0,1,2,3,4,5,6
  number of genotypes giving each total:
     0: 1   (aabbcc)
     1: 6
     2: 15
     3: 20   <- most common
     4: 15
     5: 6
     6: 1
  -> 7 classes, already bell-shaped

Add environment (noise) and the steps blur into a smooth curve.
叠加更多基因,会把少数类别变成连续的钟形曲线。

其最终数值取决于多个基因加上环境的性状有一个专门名称:多因子性状,或更广义的复杂性状。它们是常态而非例外——日常生活中使个体彼此不同的大多数因素都是复杂的,而非单基因的。