第二節 變異的類別
以身高為例子

孟德爾研究遺傳定律時,刻意集中觀察對比性狀。對比性狀的特點是有兩個極端,例如「高」與「矮」。為此,孟德爾在實驗前,先人工培育了有關的豌豆純種。

不過,在自然條件下,很多生物性狀跟豌豆高度的情況是不同的:在兩極之間呈連續分佈。

香港男性的身高為例,\(18\;\)歲男性身高平均是\(\;172\; \rm{cm}\),標準差約\(\;5.6\; \rm{cm}\;\)的(\(2006\;\)年數據)——這代表我們身邊的\(\;18\;\)歲男性朋友中,\(95 \%\;\)的身高都在\(\;161\; \rm{cm}\;\)至\(\;183\; \rm{cm}\;\)之間;身高低於\(\;161\; \rm{cm}\;\)或高於\(\;183\; \rm{cm}\;\)的「極端」只佔少數。

進一步研究遺傳規律前,我們要先把性狀的變異區分。

幾個身高不同的男人

不連續變異 vs 連續變異

生物的變異分為兩種:


1. 不連續變異

性狀表徵 / 表達型能被明確分類,而且類別數量有限。

例子:豌豆是否皺摺、舌頭能否橫向捲曲、貓毛長短(自然狀態,見圖)、人類的\(\;\rm{ABO}\;\)血型系統等等。

不連續變異性狀不一定只有兩種表達型;可以肯定的是,表達型的分野明確,且數量有限。

不連續變異的例子:貓毛長度與人類血型

2. 連續變異

性狀表徵 / 表達型在兩個極端之間有許多中間類型,差異呈連續狀態,界限較不清楚;而且往往分佈數量在兩端很少,中間最多。

例子:身高、體重、智商、壽命。

連續變異的例子:智商測驗結果分佈

不連續變異的分佈

不連續變異能明確地被分類,也能被量化,但其分佈不一定平均。

不連續變異的每種表達型,都可以有表達型以內的曲線分佈,全部個體不一定完全一樣,但不同的表達型之間一定有明確的分別。

顯示香港人口中血型變異的條形圖

右圖以豌豆的高度為例子,我們來看看三代豌豆的高度變化是如何分佈的。

不連續變異的例子:三代豌豆的高度分佈

不連續變異的遺傳特性

生物性狀通常牽涉很多基因,但只需要其中\(\;1\;\)個基因的變異,已足夠造成不連續變異。在這類變異中,基因座的等位基因種類數量與表達型的數量接近。

不連續變異的遺傳規律,可以用孟德爾定律分析。以下是一些例子:

不連續性狀 基因座 等位基因 基因型 表達型

貓毛色素製造
White W及w WW 沒有色素 (白色)
Ww 沒有色素 (白色)
Ww 有色素 (其它顏色)

血型
I IA, IBIO IAIAIAIO A型
IBIBIBIO B型
IOIO O型
IAIB AB型

鐮形細胞貧血症
β-珠蛋白 A及S AA 健康
AS 健康
SS 貧血
連續變異的分佈

在連續變異中,性狀類別包括了從一個極端到另一個極端的許多中間類型,差異呈連續狀態。

連續變異的分佈,通常兩端的數量很少;越往中間,數量越多。用曲線表達,會得出一個 鐘形。這種分佈常見於各類統計,被稱為常態分佈曲綫

顯示 110 名 7 歲男童身高變異分佈的直方圖

連續變異的例子

在生物界,連續變異性狀比不連續變異性狀更為普遍。以下是一些例子:

連續變異的多基因遺傳性

連續變異性狀的遺傳規律,跟不連續變異性狀很不一樣。簡單來說,有以下特點:

  • 牽涉多個基因,甚至達數十個;單單\(\;1\;\)個基因的變異,往往對表達型影響輕微。
  • 由於基因數目眾多,大大增加了基因型組合的數目,使表達型組合的數目增加,提高了表達型之間的連續性。
  • 表達型較受環境因素影響,例如營養、氣候、教育等等。

連續變異性狀可被視為很大數量的表達型

小結
  • 性狀變異可分為:不連續變異和連續變異
  • 連續變異的頻率分佈,以中間最高,兩端最少,整體曲線呈鐘形,稱為常態分佈
  • 遺傳規律:不連續變異性狀遵循孟德爾定律;連續變異性狀較受環境因素影響
  • 不連續變異:
    • 表達型可以歸入差異明顯且數目有限的幾種形式內,可以有\(\;2\;\)種以上
    • 通常為單基因性狀,\(1\;\)個基因的變異足夠解釋表達型
    • 每種表達型,可歸因至個別基因型或等位基因的特性
    • 例子:對比性外觀、血型
  • 連續變異:
    • 表達型從一個極端漸變到另一個極端,有大量中間類別
    • 通常為多基因性狀,\(1\;\)個基因的變異對整體表達型影響輕微
    • 表達型的出現頻率呈現常態分佈
    • 普遍出現在各種生物性狀
    • 例子:身高、體重、生理指標、智商、壽命、農業產量
返回