问题

一男人同时使一对双胞胎怀孕,她们生下来的孩子会很相似吗?

回答
这是一个非常有趣的问题,涉及到遗传学和生殖生物学的多个方面。让我们来详细探讨一下。

核心问题:这对双胞胎生下来的孩子是否会很相似?

答案是:很可能相似,但相似程度会受到多种因素的影响,并且不一定比同父异母的非双胞胎孩子更相似。

为了理解这一点,我们需要先弄清楚双胞胎的类型以及怀孕的过程:

1. 双胞胎的类型及其对遗传的影响:

同卵双胞胎 (Monozygotic Twins, MZ):
由一个受精卵分裂形成,因此拥有几乎完全相同的遗传物质(DNA)。
如果这位男性同时使一对同卵双胞胎怀孕,那么这两个孩子理论上拥有完全相同的基因组(除了极少数随机的基因突变,通常可以忽略不计)。
这意味着,这两个孩子在基因层面是完全一样的。

异卵双胞胎 (Dizygotic Twins, DZ):
由两个独立的卵子在同一周期内同时排出,并分别与两个独立的精子受精形成。
因此,异卵双胞胎的遗传关系更像是普通的兄弟姐妹,他们共享大约50%的遗传物质。
如果这位男性同时使一对异卵双胞胎怀孕,那么这两个孩子分别来自不同的受精事件,即使卵子和精子来自同一对父母(但这里的精子是来自同一个男性,卵子是来自一对双胞胎姐妹)。

这里是关键点: 这位男性使“一对双胞胎”怀孕。我们需要知道这对双胞胎是同卵还是异卵。

如果这对双胞胎是同卵的:
她们的遗传物质几乎完全相同。
但孩子的相似程度取决于:
母亲(即这对双胞胎姐妹)的基因对孩子表现的影响: 即使基因相同,基因的表达方式也会受到母体环境(如子宫内的营养供给、激素水平等)的影响,导致细微差异。
父亲(即这位男性)的基因贡献: 孩子会继承父亲一半的基因。由于父亲只有一份基因组,所以两个孩子从父亲那里得到的基因组合是完全相同的。
基因重组 (Recombination): 在形成卵子和精子时,会发生基因重组,使得染色体上的基因片段重新组合。虽然同一个父亲提供的精子基因组是相同的,但当它与这对双胞胎姐妹(如果她们是同卵的,她们的卵子在遗传上几乎相同,但仍会有微小的基因组合差异)结合时,产生的两个受精卵的基因组合是相同的父亲基因 + 相同的母亲基因(理论上)。但实际上,即使是同卵双胞胎,她们排出的卵子在经历减数分裂时,染色体组合仍会有极小的差异。
随机突变 (Random Mutations): 在精子和卵子形成以及胚胎发育早期,会发生微小的随机基因突变。这会导致同一对父母的后代之间存在细微的遗传差异。

结论(同卵双胞胎情况): 两个孩子会非常相似,因为他们拥有几乎相同的基因组。但细微的环境因素(母体内部)、基因表达差异以及随机突变会造成一些不明显的差别。他们会非常像,但不是完全复制品。

如果这对双胞胎是异卵的:
她们的遗传关系就像普通姐妹一样,共享约50%的基因。
这位男性提供了完全相同的精子基因组(假设他没有在短时间内发生基因突变)。
每个孩子将从父亲那里继承相同的50%基因,但从母亲那里继承不同的50%基因。
孩子的相似程度:
两个孩子共享来自同一位父亲的基因,这会增加他们之间的相似性,尤其是在受父亲影响较大的特征上(例如面部结构、身高潜力等)。
但是,他们从母亲那里继承的基因是不同的,这会带来很大的变异性。
基因重组和随机突变: 同样会起作用。

结论(异卵双胞胎情况): 这两个孩子会比同父异母但母亲不同的孩子更相似一些,因为他们共享了来自同一位父亲的基因。但他们的相似程度会远低于同卵双胞胎。他们可能长得像,但其相似程度更像是关系亲近的表兄弟姐妹,而非孪生子。

更进一步的细节:

1. 精子的选择: 虽然男性只有一个基因组,但在制造精子时,会发生基因重组,并且随机选择一半的染色体进入每个精子。因此,即使是同一个男性,他提供的精子也并非完全一致。然而,这种差异相对于整体的基因组来说是微小的,并且每次受精的精子组合是不同的。如果他射精两次,使用的精子是不同的。

2. 卵子的选择: 女性在生命中产生卵子时,也会发生基因重组。即使是双胞胎姐妹,她们的卵子在遗传上也并非完全相同。
同卵双胞胎: 理论上,她们的卵子在形成时就已经分开了,所以遗传信息是相同的。但之后减数分裂中的基因重组会产生非常微小的差异。
异卵双胞胎: 她们的卵子来源就不同,遗传信息自然不同。

3. 怀孕期间的环境因素 (Epigenetics, 母体环境):
即使遗传物质完全相同(同卵双胞胎),胎儿在子宫内的发育环境也会产生影响。营养供给、激素水平、氧气交换等都会略有不同。
这些环境因素可以影响基因的表达方式(表观遗传学),即使基因序列相同,表现出来的性状也可能不同。例如,其中一个孩子可能比另一个更大,或者拥有稍微不同的肤色。

4. 出生后的环境因素:
出生后,孩子的成长环境、饮食、教育、经历等都会进一步塑造他们的外貌、性格和能力。这些后天因素的影响也非常大,甚至可能超过基因的影响。

总结:

如果这对双胞胎是同卵的, 她们的后代(也就是这位男性的两个孩子)会非常相似,因为他们几乎拥有相同的基因组。这是因为他们从母亲那里继承了几乎相同的遗传物质,而从父亲那里继承的遗传物质是完全相同的。
如果这对双胞胎是异卵的, 她们的后代会有一定的相似性,但不如同卵双胞胎。这是因为两个孩子分别继承了父亲相同的基因组,但从母亲那里继承了不同的基因组。相似程度更类似于关系较近的表兄弟姐妹。

最关键的变量是这对双胞胎是同卵还是异卵。 只有知道了这一点,我们才能更准确地预测他们孩子的相似程度。

但无论如何,这位男性同时使一对双胞胎怀孕,并生下两个孩子,这两个孩子在基因上会比他与两个非双胞胎女性所生的孩子更相似,因为他提供的基因信息是完全一致的。

网友意见

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一份卷子有23道二选一的选择题,一个男子每次都随机选择一个答案。
那么他把这份卷子做两次,两次答案都相同的概率是多少。[1]
一对双胞胎姐妹,分别把这份卷子做一次,两人答案相同的概率是多少?[1]
男子两次答案相同,并且双胞胎姐妹两人的答案也相同的概率是多少?[2]

[1]在忽略交叉互换时,理想的减数分裂中非同源染色体自由组合的情况。

[2]理想情况下,假设双胞胎相似得像克隆人,受精作用中要达到题主所说情况的概率。

这些组合的数目已经是一个天文数字了,实际上考虑交叉互换,每个精子,每个卵子都是独一无二的。

往大了说,一个男子跟一个女子生育两个后代,两个都能长得不一样呢,更别说跟两个双胞胎,就算这两个女子是克隆人,也等同于一对夫妇生育两个后代。

题目中的“同时”两个字说明了题主缺乏最基本的基础科学素养,大概比初中生水平还低些,中学生物里写得很明白,希望题主能多看书,因为实际上同不同时是没有影响的。另外一个生殖器怎么同时跟两个生殖器连接,也是个值得研究的问题。

按照概率统计,问题中这对孩子相似程度小于等于普通家庭兄弟姐妹的相似程度,也就是基本不相似。

上面是一个普通家庭的合照,大家可以看到第二代的相似程度并不高,甚至连那会哭的眉毛都没遗传下来。因为非同源染色体自由组合的原因,绝大多数家庭中,兄弟姐妹的相似程度是不高的,那些会相似的基本是小概率事件;或者来访客人说客套话;又或者彼此见面太多就觉得像,外人看来完全不像。如果我拉一堆普通兄弟姐妹过来,我不告诉你们他们是兄弟姐妹,你不先入为主,大多数情况下是看不出来的。

说会相似的,和赞同相似的,大概都没看过中学生物吧。

关键词:减数分裂交叉互换非同源染色体自由组合

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