《哈利·波特7》(下)今晨上映,科学青年热议——
魔法可以遗传吗
小耿
《哈利·波特7》(下)今天凌晨上映,多少哈迷又要彻夜难眠,这其中包括了一批科学家。
在国际学术论文检索平台Pubmed上,搜索哈利·波特(Harry Potter),可以找到36篇论文(截至2011年7月29日)。这些论文都发表在正式的学术期刊上,其中包括《自然》这样的顶级刊物。也就是说,它们得到了科学共同体的承认,被接纳为科学研究的组成部分。
在这36篇论文中:两篇论文讨论“魔法”是否是一种可以遗传的性状。人们很好奇:魔法可以遗传吗?
麻瓜为什么能生出小巫师
在《哈利·波特》中,具有魔法能力的人被称作巫师,没有魔法能力的叫“麻瓜”。电影中,巫师在人口中所占比例很小,同时呈现家族聚集式分布,即巫师常常产生于所有成员都是巫师的家庭。从这一点来看,魔法能力似乎是可以遗传的。
但是实际情况并不如此简单。例如我们发现了以下特例:
赫敏是电影中一位魔法能力十分强大的巫师,但她的父母却都是“麻瓜”。而且,根据一项家族病史调查的描述,赫敏的祖先中也没有出过巫师的记录。而费尔奇在霍格沃茨魔法学校担任看门人工作。他出身于巫师家族,但他本人却没有表现出任何魔法能力,巫师界称之“哑炮”。以上两特例足以说明,魔法能力的遗传问题值得深入探讨。
最早关注这一问题的学者是澳大利亚皇家儿童医院的克雷格教授。他认为,魔法能力由隐性基因控制和遗传。
据孟德尔遗传规律,一种遗传性状由一对等位基因来控制。等位基因有显性和隐性之分。在魔法基因问题上,克雷格认为“巫师”等位基因(记作W)是隐性的;“麻瓜”等位基因(记作M)是显性的。当一个人具有两个麻瓜基因(MM)或者一个麻瓜基因一个巫师基因(MW)的情况下,他/她将不会有魔法能力;只有当他/她具有两个巫师基因(WW)的情况下,才会成为巫师。这个观点可以解释赫敏的魔法能力。赫敏的父母都是隐性基因的携带者(MW);赫敏遗传了父母双方的隐性基因,基因型为WW,因此她成为巫师,而她的父母则是麻瓜。至于费尔奇的案例,克雷格用基因突变或父母身份存疑来解释。
由于这篇论文对此问题进行了开创性的研究,被发表在“麻瓜界”最顶级的学术刊物之一《自然》上面。
牛津大学博士也来凑热闹
真正在这个问题上具有里程碑意义的研究,发表于《哈利·波特》系列的第七部出版之后。牛津大学的拉玛戈帕兰博士等人,结合最新公布的观测事实,进行了表观遗传学层面的综述性分析,研究结论包括:
魔法能力的一些特征是以基因为基础的。以哈利为例,他作为巫师的后代,从小在麻瓜环境中长大,但仍然保有魔法能力。这证明魔法具有遗传性、且不会被环境因素所消除。
魔法能力并非只是“有或无”的特征,而是一种“数量性状”,也就是说它有强弱之分。“数量性状”一般由多个基因控制,且在一定程度上受到环境因素影响。身高即是一个典型例子,它受多个基因影响,同时,锻炼和营养也会产生作用。魔法能力也是如此。
这篇论文最重要的观点在于提出了“魔法增强子”这一概念。这一概念意味着:巫师和麻瓜相比,在基因序列上并没有特别大的区别。但巫师体内的“魔法增强子”,却能够让一些基因出现“魔法性”的表达。例如,巫师与麻瓜都有FOXP2(与人类的语言能力密切相关的基因)和MC1R(调节头发中的色素的基因)等基因。在麻瓜身上,这些基因只能发挥一般的作用;但在巫师身上,“魔法增强子”改变了这些基因的表达状态。改变后的 FOXP2,让巫师具有了与爬行动物对话的能力;而改变后的 MC1R, 则让巫师可以随意变换头发的颜色。这样一来,巫师并不需要大量额外的基因来实现魔法能力,而可以通过调节基因表达来实现。这恰是“表观遗传学”的精要所在。