Τα πανομοιότυπα δίδυμα

Οι πανομοιότυποι δίδυμοι είναι φυσικοί κλώνοι. Επειδή ξεκινούν με τα ίδια γονίδια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διερευνηθεί πόσο η κληρονομικότητα συμβάλλει σε μεμονωμένα άτομα. Αυτό είναι το ερώτημα φύση εναντίον ανατροφής.

Οι μελέτες με δίδυμα είναι αρκετά ενδιαφέρουσες. Αν φτιάξουμε έναν κατάλογο χαρακτηριστικών γνωρισμάτων, θα διαπιστώσουμε ότι διαφέρουν ως προς το πόσο οφείλονται στην κληρονομικότητα. Για παράδειγμα: "Η κληρονομικότητα είναι πολύ σημαντική για την υγεία και την υγεία των ανθρώπων:

• Χρώμα ματιών: εξ ολοκλήρου κληρονομικό.
• Βάρος, ύψος: εν μέρει κληρονομικά, εν μέρει περιβαλλοντικά.
• Ποια γλώσσα μιλάτε: εντελώς περιβαλλοντική.

Ο τρόπος με τον οποίο γίνονται οι μελέτες είναι ο εξής. Πάρτε μια ομάδα πανομοιότυπων διδύμων και μια ομάδα αδελφικών διδύμων και μια ομάδα αδελφών από τον πληθυσμό. Μετρήστε τους για διάφορα χαρακτηριστικά. Κάντε μια στατιστική ανάλυση (όπως η ανάλυση διακύμανσης). Αυτό σας λέει σε ποιο βαθμό κληρονομείται το χαρακτηριστικό. Θα διαπιστώσετε ότι όλα εκείνα τα χαρακτηριστικά που κληρονομούνται εν μέρει θα είναι σημαντικά πιο όμοια στα πανομοιότυπα δίδυμα.

Μελέτες όπως αυτή μπορούν να προχωρήσουν περαιτέρω, συγκρίνοντας πανομοιότυπα δίδυμα που μεγάλωσαν μαζί με πανομοιότυπα δίδυμα που μεγάλωσαν υπό διαφορετικές συνθήκες. Αυτό δίνει μια εικόνα για το πόσο οι συνθήκες μπορούν να μεταβάλουν τα αποτελέσματα των γενετικά πανομοιότυπων ανθρώπων.

Η σύγχρονη έρευνα έχει δείξει με σαφήνεια ότι η γενετική κληρονομικότητα επηρεάζει τις ψυχολογικές πτυχές της ζωής (πώς συμπεριφέρονται οι άνθρωποι), όχι μόνο τις σωματικές πτυχές.

Ο πρώτος που πραγματοποίησε μελέτες διδύμων ήταν ο Francis Galton, ο ετεροθαλής ξάδελφος του Δαρβίνου, ο οποίος υπήρξε θεμελιωτής της στατιστικής. Η μέθοδός του ήταν να παρακολουθεί τα δίδυμα κατά τη διάρκεια της ζωής τους, κάνοντας πολλά είδη μετρήσεων. Δυστυχώς, αν και γνώριζε για τους μονοζυγωτικούς και διζυγωτικούς διδύμους, δεν εκτίμησε την πραγματική γενετική διαφορά. Οι μελέτες διδύμων του σύγχρονου είδους δεν εμφανίστηκαν μέχρι τη δεκαετία του 1920.

Ο Βίλχελμ Βάινμπεργκ έκανε την πρώτη εκτίμηση του ρυθμού της δίδυμης αδελφοποίησης. Αντιλαμβανόμενος ότι οι μονοζυγωτικοί δίδυμοι θα έπρεπε να είναι του ίδιου φύλου, ενώ οι μη μονοζυγωτικοί δίδυμοι θα μπορούσαν να είναι είτε του ίδιου είτε του αντίθετου φύλου, ο Weinberg κατέληξε σε έναν τύπο για την εκτίμηση της συχνότητας των διδύμων MZ και DZ από την αναλογία των διδύμων του ίδιου και του αντίθετου φύλου προς το σύνολο των μητρότητων. Ο Weinberg εκτίμησε επίσης ότι η κληρονομικότητα της ίδιας της δίδυμης αδελφοποίησης ήταν κοντά στο μηδέν. Αυτό σημαίνει ότι η ικανότητα γέννησης διδύμων δεν είναι κληρονομική.

Οι μονοζυγωτικοί δίδυμοι είναι γενετικά σχεδόν πανομοιότυποι και έχουν πάντα το ίδιο φύλο, εκτός αν υπήρξε κάποια μετάλλαξη κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Οι μονοζυγωτικοί δίδυμοι έχουν πάντα διαφορετικούς φαινότυπους. Τα δίδυμα μπορεί να εκφράζουν διαφορετικούς σεξουαλικούς φαινότυπους, συνήθως από ένα ζυγωτό με σύνδρομο XXY Klinefelter που χωρίζεται άνισα.

Αν και οι μονοζυγωτικοί δίδυμοι είναι γενετικά σχεδόν πανομοιότυποι, μια μελέτη του 2012 σε 92 ζεύγη μονοζυγωτικών διδύμων διαπίστωσε ότι οι μονοζυγωτικοί δίδυμοι αποκτούν εκατοντάδες γενετικές διαφορές νωρίς κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Αυτό προκαλείται από μεταλλάξεις (ή σφάλματα αντιγραφής) που λαμβάνουν χώρα στο DNA κάθε διδύμου μετά τη διάσπαση του εμβρύου. Μια άλλη μελέτη το 2018 σε 450 ζευγάρια μονοζυγωτικών διδύμων έδειξε ότι συχνά (87%) οι δύο δίδυμοι διέφεραν ως προς τη σεξουαλικότητα. η μελέτη έδειξε επίσης ότι αν ο ένας δίδυμος παντρευτεί πριν από τα 40, ο άλλος ήταν επίσης πιθανό να παντρευτεί πριν από τα 40.

Υπολογίζεται ότι, κατά μέσο όρο, ένα σύνολο μονοζυγωτικών διδύμων θα έχει περίπου 360 γενετικές διαφορές που προέκυψαν νωρίς κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη.

Μια άλλη αιτία διαφοράς μεταξύ μονοζυγωτικών διδύμων είναι η επιγενετική τροποποίηση. Αυτές προκαλούνται από διαφορετικές περιβαλλοντικές επιδράσεις κατά τη διάρκεια της ζωής τους, οι οποίες επηρεάζουν ποια γονίδια ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται. Μια μελέτη 80 ζευγαριών μονοζυγωτικών διδύμων ηλικίας από τριών έως 74 ετών έδειξε ότι τα νεότερα δίδυμα έχουν σχετικά λίγες επιγενετικές διαφορές. Ο αριθμός των επιγενετικών διαφορών αυξάνεται με την ηλικία. Οι πενηντάχρονοι δίδυμοι είχαν υπερτριπλάσιες επιγενετικές διαφορές από τους τρίχρονους διδύμους. Οι δίδυμοι που είχαν περάσει τη ζωή τους χωριστά (όπως εκείνοι που υιοθετήθηκαν από δύο διαφορετικά σύνολα γονέων κατά τη γέννησή τους) είχαν τη μεγαλύτερη διαφορά. Ωστόσο, ορισμένα χαρακτηριστικά γίνονται πιο όμοια καθώς οι δίδυμοι μεγαλώνουν, όπως το IQ και η προσωπικότητα. Το φαινόμενο αυτό καταδεικνύει την επιρροή της γενετικής σε πολλές πτυχές των ανθρώπινων χαρακτηριστικών και της συμπεριφοράς.

Η δίδυμη αδελφοποίηση είναι φυσιολογική σε πολλά θηλαστικά, όπως οι αρουραίοι, οι γάτες, οι σκύλοι. Τα πανομοιότυπα δίδυμα είναι φυσιολογικά σε λίγα είδη. Το εννεάκτινο αρμαδίλο, Dasypus novemcinctus, γεννά πανομοιότυπα τετράδυμα.

Οι απόγονοι που παράγονται με μη σεξουαλικές μεθόδους, όπως η παρθενογένεση, είναι πανομοιότυποι, εκτός εάν πραγματοποιείται διασταύρωση κατά την παραγωγή των ωαρίων.