2013年12月，小沈陽一家三口錄節(jié)目，女兒洋洋首次曝光，因為洋洋與父親長得較像而在網(wǎng)上引起熱議。 （CFP/圖） 女兒更像父親，兒子更像母親。這一常識背后是否有更深的科學(xué)道理呢？科學(xué)家認為，相貌是由基因決定的，未來有可能僅僅通過一個人的DNA就能推斷其臉型，繪制其肖像。
最近，演員小沈陽的女兒沈佳潤（小名洋洋）在網(wǎng)絡(luò)曝光。不少網(wǎng)友看過照片后紛紛笑稱：“絕對是親生的！”原來，洋洋與爸爸小沈陽長得十分有“父女相”，尤其是一雙小小的瞇瞇眼，如同一個模子里刻出來的。
小沈陽與小洋洋幾乎一模一樣的相貌似乎揭示了一個問題，相貌與遺傳有關(guān)，而女兒的相貌更像父親，兒子的相貌更像母親。但是，在這一常識背后是否有更深刻的科學(xué)道理呢？
與遺傳有關(guān)
相貌主要指的是臉面，即一個人的臉部特征或臉部形態(tài)。既然相貌是父母給的，那就一定與遺傳有關(guān)，因此可以說基因決定相貌，確切地說，是父母的基因決定一個人的相貌。但是，父母的基因是如何決定相貌的呢？現(xiàn)在，一些研究結(jié)果正在回答這個問題。
荷蘭鹿特丹市伊拉斯謨大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的曼弗雷德·凱瑟爾（Manfred Kayser）研究團隊利用人的三維頭部磁共振成像和二維肖像照片來繪制面部標(biāo)志，以此來估計面部特征。隨后他們進行了全基因組關(guān)聯(lián)分析，這種分析被更頻繁地用于尋找人類特殊關(guān)系中的基因變異。全基因組關(guān)聯(lián)分析有助于解釋為何同卵雙胞胎的相貌近乎一樣。同時，與毫不相干的人相比，兄弟姐妹的臉也非常相似。因此，相貌或臉部形態(tài)主要是由基因調(diào)控的。
研究人員大約繪制了10000名來自不同國家有歐洲血統(tǒng)的人的面部特征，然后采用基因組關(guān)聯(lián)尋找這10000人與面部形態(tài)有關(guān)的DNA。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有5個基因可以決定人們的相貌，或者說這5個基因?qū)θ说哪樞陀酗@著影響。這5個基因分別是PRDM16、PAX3、TP63、C5orf50、COL17A1，其中3個基因與顱面部的發(fā)育和
疾病有關(guān)。
凱瑟爾認為，這個結(jié)果意味著人們對自己面部形態(tài)學(xué)的基因在開始了解。或許在不太遙遠的未來，科學(xué)家有可能僅僅通過一個人遺留下來的DNA就能推斷其臉型，繪制出一個人的肖像來。
盡管現(xiàn)在研究人員還不能完全解釋這5個基因是如何決定人的相貌的，但大致分析認為，這5個基因與9個面部特征有關(guān)，這9個面部特征與人的額骨、上頜骨、下頜骨、顴骨、眶骨、鼻骨等有關(guān)，而這些頭面部骨頭發(fā)育的成熟與否以及成形的大小和高低等，都決定著一個人的相貌。例如，瞇瞇眼就與眶骨有關(guān)，是因為眶距較小造成的。所以，決定眶骨和眶距的基因也影響和決定著一個人的相貌。
垃圾基因也有份兒
垃圾基因或垃圾DNA是指基因組中95%-98%的不編碼任何蛋白質(zhì)或酶的基因。但是，現(xiàn)在的研究發(fā)現(xiàn)，占據(jù)基因組絕大部分區(qū)域的垃圾基因并非垃圾或沒有功能，而是未被認識的寶藏。
研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，垃圾基因的功能之一就是調(diào)節(jié)基因的活動，如同一道指令一樣，控制著基因。一些控制基因開和關(guān)的特殊蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)能特異地識別基因附近的非編碼垃圾基因，通過與它們相互作用參與基因的抑制與激活。大多數(shù)基因的開啟和關(guān)閉是由附近的垃圾基因控制的，它們就像是基因的分子開關(guān)，調(diào)節(jié)基因的活動。而且，正是垃圾基因造成了人類個體間的差異。
人與人之間差異的主要表現(xiàn)之一就是每個人的相貌并不相同。既然相貌是由基因決定的，而且垃圾基因也參與和調(diào)控編碼蛋白的功能基因，因此人的相貌也可能由垃圾基因來調(diào)控。這個推測現(xiàn)在在動物身上已得到證實，從而也可推論，人的相貌也可能不只是上述5種基因決定，而是由其他一些垃圾基因共同決定的。
2013年10月24日的美國《科學(xué)》雜志發(fā)表了美國伯克利勞倫斯國家實驗室的阿克塞爾·維塞爾(Axel Visel)研究團隊的一項研究結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn)垃圾基因中有一些被稱為“增強子”的基因片段，這些片段可以像開關(guān)或放大器一樣影響臉部基因的作用。例如，眼睛的大小、鼻子是否挺拔、頭顱的形狀等可能都與這些被稱為“增強子”的基因序列片段密不可分。
維塞爾等人通過對小鼠胚胎的實驗發(fā)現(xiàn)，能對小鼠頭部發(fā)育起影響作用的增強子有55個，其中，有一些對小鼠的相貌（臉部形態(tài)）產(chǎn)生重要的影響。于是，他們培育了缺少3個已知增強子的轉(zhuǎn)基因小鼠，然后用CT掃描成像來描繪這些小鼠56天大時的頭顱三維圖像。
圖片顯示，轉(zhuǎn)基因小鼠的頭顱在長短和寬窄上都與普通小鼠不同，前者的頭顱或長或短些，或顯得更窄或更寬些。而且，如果刪除轉(zhuǎn)基因鼠的這些增強子并不引起腭裂、下巴突出或其他問題，只是面部的細微結(jié)構(gòu)有調(diào)整。
這個結(jié)果提示，垃圾基因中的增強子也可以決定人的相貌。當(dāng)然，人類基因組中可能有成千上萬個增強子，它們都在某種程度上影響臉型的形成。研究人員目前還不清楚這些增強子怎樣發(fā)揮作用，但垃圾基因與人的相貌肯定是有關(guān)聯(lián)的。
從進化過程看
基因決定人的相貌，但是基因也是在人類的生存和進化中積淀而成的，所以，人的進化和生命史也影響著人的相貌。那么，最初人的相貌是如何形成的呢？
人既然是從猴子進化而來的，那么人類較早時候的相貌就與靈長類動物相似。不過，對照猴子和黑猩猩，人的面貌和善得多。這是為什么呢？原因在于，現(xiàn)在人的臉部沒有那么多的皺紋，同時人的嘴臉不是前凸后凹的。
人的嘴不前凸而是與臉面基本保持同一個維度或平面上，這才讓人的面孔遠離猙獰，顯得平和與友善。那么，是什么原因促使人的嘴向后收而與鼻子、眼睛處于同一平面的呢？答案是，人類的飲食和咀嚼為今天的容顏打下了基礎(chǔ)。
美國亞利桑那州立大學(xué)的馬克·斯賓塞（Mark Spencer）等人對南方古猿人的頭顱進行三維掃描后發(fā)現(xiàn)，距今25億年前的人類的祖先擁有用牙齒開啟堅果的能力，這一本領(lǐng)可以使他們在環(huán)境改變時，尋找新的食物，改變飲食習(xí)慣，適應(yīng)新環(huán)境，也因此改變了容顏。研究人員把南方古猿頭顱和鼻子的數(shù)據(jù)與早期人類的數(shù)據(jù)相整合，制作了一個骨和牙齒的虛擬模型。再對黑猩猩進行觀察，并測量它們的肌肉如何工作，然后將這一原理加入到模型當(dāng)中，再與獼猴的模型進行比較。
比較的結(jié)果是，人的祖先南方古猿的前磨牙變大，牙齒琺瑯質(zhì)厚重，以及琺瑯質(zhì)堅固地附著在磨牙上，說明此時他們的食物要比之前所吃的小型種子和堅果更大。堅硬的干果和種子等一些應(yīng)急食物在氣候改變和食物缺乏的時期是非常重要的生存資源。因此，現(xiàn)代人用工具解決的問題在早期人類祖先那里是用嘴巴來解決的。南方古猿常用前臼齒撕咬東西。臼齒就是頜部后面的牙齒，即磨牙。
以現(xiàn)代人的成人恒牙為例，共有32個，上下頜的左右側(cè)各8個，其名稱從中線起向兩側(cè)分別為中切牙(1)、側(cè)切牙(2)、尖牙(3)、第一雙尖牙(4)、第二雙尖牙(5)、第一磨牙(6)、第二磨牙(7)和第三磨牙(8)。第一到第三磨牙就是臼齒。南方古猿的頰齒有平的研磨面，說明他們?nèi)∈潮容^堅硬食物（例如硬的水果和硬殼果）。粗壯型的臼齒尤其碩大，被稱為“磨石臼齒”。這種牙齒自然把嘴臉的面積擴大了，使得他們具有較大的臉以及強大的肌肉附著，嘴也向前凸出。
然而生活方式和環(huán)境的改變卻使得從南方古猿分出來的一支形成了直立人（路徑是南方古猿、能人、直立人、智人），后者與前者在牙齒上有了區(qū)別。南方古猿是后部牙齒大，而直立人是后部牙齒減小，前部牙齒增大增強。后部牙齒減小，使得咀嚼時后部牙齒用得較少，于是下頜骨及面部相關(guān)骨結(jié)構(gòu)縮小，人的吻部自然向后明顯收縮。早期人類外凸的吻部收縮后，其面容就與靈長類有了顯著的差異，形成了平正而和善的面容。
人類學(xué)的傳統(tǒng)解釋是，直立人的前部牙齒增大后部牙齒減小是與其肉食增多分不開的。直立人能制造工具，而且有協(xié)作分工以進行共同的狩獵活動，從而能捕獲更多的獵物，因而肉食增多了。但是，他們的前部牙齒的擴大并不與咀嚼食物相關(guān)，似乎與用嘴來咬緊和銜住物品有關(guān)，也可能與制備動物性食物有關(guān)，例如，用牙撕扯肉食以便將其分割成小塊，或是為了小孩食用而撕碎肉食等等。
盡管這種解釋有許多懷疑之處，但直立人的后部牙齒縮小和前部牙齒增大卻是顯而易見的，也因此成就了今天人類的短吻和幾乎是七竅與面部在同一平面的構(gòu)造，也才有了現(xiàn)代人和善的面孔。
作者：張?zhí)锟?
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