Betydelsen av H2

Uppmärksamhet på problemen med att uppskatta bred ärftlighet distraherar från de djupare frågorna om innebörden av förhållandet när det kan uppskattas. Trots dess utbredda användning som ett mått på hur ”viktiga” gener är för att påverka en egenskap har H2 faktiskt en speciell och begränsad betydelse.

Det finns två slutsatser som kan dras från en korrekt utformad ärftbarhetsstudie. För det första, om det finns en icke-noll ärftlighet, har genetiska skillnader påverkat variationen mellan individer i den uppmätta populationen och i de miljöer där organismerna har utvecklats, så genetiska skillnader har betydelse för egenskapen. Detta resultat är inte trivialt och är ett första steg i en mer detaljerad undersökning av generens roll. Det är viktigt att lägga märke till att det omvända inte är sant. Att inte finna någon ärftlighet för egenskapen är inte en demonstration av att gener är irrelevanta, utan det visar att det i särskild population som studerats finns det ingen genetisk variation på relevanta platser eller att de miljöer där befolkningen utvecklades var sådana att olika genotyper hade samma fenotyp. I andra populationer eller i andra miljöer kan egenskapen vara ärftlig.

Dessutom måste vi skilja mellan gener som är relevanta för en egenskap och genetiska skillnader som är relevanta för skillnader i egenskapen. Experimentet med invandring till Nordamerika har visat att förmågan att uttala ljudet av nordamerikansk engelska snarare än franska, svenska eller ryska, inte är en konsekvens av genetiska skillnader mellan våra invandrare förfäder. Men utan lämpliga gener kunde vi inte tala något språk alls.

För det andra ger H2-värdet en begränsad förutsägelse av effekten av miljöförändringar under särskilda omständigheter. Om all relevant miljövariation elimineras och den nya konstanta miljön är densamma som den genomsnittliga miljön i den ursprungliga befolkningen, beräknar H2 hur mycket fenotypisk variation som fortfarande kommer att finnas. Så, om ärftligheten av prestanda vid ett IQ-test var, säg 0,4, skulle alla barn ha samma utvecklingsmässiga och sociala miljö som det ”genomsnittliga barnet”, skulle cirka 60 procent av variationen i IQ-testprestanda försvinna och 40 procent skulle förbli.

Kravet att den nya konstanta miljön ska vara medelvärdet av den gamla miljöfördelningen är absolut nödvändig för denna förutsägelse. Om miljön flyttas mot den ena eller den andra änden av miljöfördelningen eller en ny miljö introduceras, inget alls kan förutsägas. I exemplet med IQ-prestanda ger ärftligheten oss ingen information om hur varierande prestanda skulle vara om barns utvecklings- och sociala miljöer i allmänhet berikades. Att förstå varför det är så , vi måste återgå till begreppet reaktionsnorm.

Separationen av varians i genetiska och miljökomponenter S2g och S2e skiljer inte egentligen mellan orsaker till variation. Tänk på figur 25-9b. När miljön är dålig (50), är majssort 2 mycket högre än sort 1, så en population bestående av en blandning av de två sorterna skulle ha mycket genetisk variation för avkastning. Men i en miljö med 80 poäng är det ingen skillnad i avkastning mellan genotyp 1 och 2, så en blandad population skulle inte ha någon genetisk variation alls för avkastning i den miljön. Således har genetisk varians förändrats genom att ändra miljön. Å andra sidan är sort 2 mindre känslig för miljön än sort 1, vilket visas av linjernas sluttningar. Så en population som huvudsakligen består av genotyp 2 skulle ha en lägre miljövarians än en som mest består av genotyp 1. Så, miljövariationen i befolkningen förändras genom att ändra andelen genotyper.

Som en följd av argumentet just, kunskap om ärftligheten hos en egenskap tillåter oss inte att förutsäga hur fördelningen av den egenskapen kommer att förändras om antingen genotypiska frekvenser eller miljöfaktorer ändras markant.

Allt det höga ärftligheten betyder är att för den specifika befolkningen som utvecklas i den specifika fördelningen av miljöer där ärftligheten mättes, är genomsnittliga skillnader mellan genotyper stora jämfört med miljövariation inom genotyper. Om miljön förändras kan det finnas stora skillnader i fenotyp.

Det kanske mest kända exemplet på felaktig användning av ärftliga argument för att göra påståenden om en egenskaps förändringsförmåga är fallet med mänsklig IQ-prestanda och social framgång. År 1969 publicerade en pedagogisk psykolog, A. R. Jensen, en lång uppsats i Harvard Educational Review och ställde frågan (i titeln) ”Hur mycket kan vi öka IQ och skolastisk prestation?” Jensens slutsats var ”inte mycket.” Som en förklaring och ett bevis på denna oförändringsbarhet erbjöd han ett påstående om hög ärftlighet för IQ-prestanda. Mycket kritik har gjorts av de bevis som Jensen erbjuder för den höga ärftligheten hos IQ-poäng. Men oavsett det korrekta värdet av H2 för IQ-prestanda, ligger det verkliga felet i Jensens argument i hans ekvation av hög ärftlighet med oföränderbarhet. Faktum är att ärftligheten hos IQ är irrelevant för frågan som tas upp i titeln på hans artikel.

För att se varför detta är så, låt oss överväga resultaten av adoptionsstudier där barn separeras från sina biologiska föräldrar i spädbarn och uppfödda av adoptivföräldrar. Även om resultaten kan variera kvantitativt från studie till studie, finns det tre egenskaper gemensamt. För det första har adoptivföräldrar i allmänhet högre IQ-poäng än de biologiska föräldrarna. För det andra har de adopterade barnen högre IQ-poäng än deras biologiska föräldrar. För det tredje visar de adopterade barnen en högre korrelation av IQ-poäng med sina biologiska föräldrar än med sina adoptivfamiljer. Följande tabell är en hypotetisk datamängd som visar alla dessa egenskaper, i idealiserad form, för att illustrera begreppen. Poängen som ges för föräldrar är avsedda att vara genomsnittet för mor och far.

Först kan vi se att barnen har en hög korrelation med sina biologiska föräldrar men en låg korrelation med deras adoptivföräldrar. I vårt hypotetiska exempel är korrelationen mellan barn och biologiska föräldrar r = 1,00, men med adoptivföräldrar är det r = 0. (Korrelationen mellan två antal siffror betyder inte att de två uppsättningarna är identiska men att för varje enhetsökning i en uppsättning finns en konstant andel i den andra uppsättningen. Se sidan 768 i det statistiska tillägget i slutet av detta kapitel.) Denna perfekta korrelation med biologiska föräldrar och noll korrelation med adoptivföräldrar innebär att H2 = 1, med tanke på de argument som utvecklats på sidan 755. All variation i IQ-poäng mellan barnen förklaras av variationen mellan de biologiska föräldrarna.

För det andra märker vi dock att var och en av IQ-poängen av barnen är 20 poäng högre än IQ-poängen för deras respektive biologiska föräldrar och att barnens genomsnittliga IQ är lika med adoptivföräldrarnas genomsnittliga IQ. Således har adoption höjt den genomsnittliga IQ för barnen 20 poäng högre än den genomsnittliga IQ för deras biologiska föräldrar; så som barn liknar barnen sina adoptivföräldrar. Så vi har perfekt ärftlighet, men ändå hög miljöplasticitet.

En utredare som är allvarligt intresserad av att veta hur gener kan begränsa eller påverka utvecklingen av något drag i någon organism måste studera direkt normerna för reaktion hos de olika genotyperna i befolkningen över olika projicerade miljöer. Inte mindre detaljerad information kommer att göra. Sammanfattningsmått som H2 är inte första steg mot en mer fullständig analys och är därför inte värdefulla i sig.