Tirsdag rørte NASA-astronauten Scott Kelly og den russiske kosmonaut Mikhail Kornienko ned i Kasakhstan efter at have tilbragt hele 340 dage ombord på den internationale rumstation (ISS).
Relateret indhold
- En ny graviditetstest kan forudsige tvillinger, Downs syndrom og mere
- Med et øje til Mars tester NASA sine astronaut-tvillinger
Som en del af NASAs "Year in Space" -projekt leverede Kelly og hans jordbundne identiske tvillingebror, den pensionerede astronaut Mark Kelly, prøver af blod, spyt og urin og gennemgik en spærring af fysiske og psykologiske test designet til at undersøge virkningerne af lange -variation rumflyvning på den menneskelige krop.
Undersøgelser af identiske og broderske tvillinger er længe blevet brugt til at fjerne indflydelsen af gener og miljø på særlige træk. Identiske tvillinger deler alle deres gener, mens broderlige tvillinger kun deler 50 procent. Hvis en egenskab er mere almindelig blandt identiske tvillinger end broderlige tvillinger, antyder det, at genetiske faktorer delvis er ansvarlige.
"Tvillingerundersøgelser er den eneste virkelige måde at udføre naturlige eksperimenter på mennesker på, " siger Tim Spector, professor i genetisk epidemiologi ved Kings College, London. "Ved at studere tvillinger kan du lære en hel del om, hvad der får os til at krydse, hvad der gør os anderledes, og især hvilke roller naturen er kontra naturen, som du bare ikke kan få nogen anden måde."
Spector er direktør for TwinsUK-registret, der indeholder data fra 12.000 tvillinger og bruges til at undersøge de genetiske og miljømæssige årsager til aldersrelaterede komplekse egenskaber og sygdomme. Han vurderer, at tvillingsforskning i øjeblikket udføres i mere end 100 lande, og at de fleste af disse projekter trækker på information indeholdt i store databaser som f.eks. TwinsUK-registret.
Selvom det kan vare et stykke tid, før vi ser resultater fra astronaut-tvillingerne, er forskere håbefulde, at muligheden giver nogle unikke indsigt i menneskers sundhed. Her er nogle eksempler på, hvad vi har lært fra tidligere tvillingsstudier - både berømte og berygtede:
Født af eugenetik
Den victorianske videnskabsmand Francis Galton, en halv kusine af Charles Darwin, var en af de første mennesker, der anerkendte værdien af tvillinger til at studere egenskaber ved arv. I et papir fra 1875 med titlen "Historien om tvillinger", anvendte Galton tvillinger til at estimere de relative effekter af naturen versus naturen (et udtryk, som Galton selv opredte). Men hans faste overbevisning om, at menneskelig intelligens i vid udstrækning er et naturspørgsmål, førte ham til en mørkere vej: Han blev en vokal fortaler for eugenik (et andet udtryk, som han myntet) og ideen om, at "en meget begavet race af mennesker" kunne frembringes gennem selektiv avl.
Gener og IQ
I 2003 kiggede Eric Turkheimer, en psykologiprofessor ved University of Virginia, et nyt kig på forskningen om arv af IQ, der i høj grad var afhængig af tvillingestudier. Turkheimer bemærkede, at de fleste af de undersøgelser, der fandt IQ, stort set skyldes genetik involverede tvillinger fra middelklassebaggrunde, og han spekulerede på, hvad mønsteret var blandt fattige mennesker. Da han kiggede på tvillinger fra fattige familier, fandt han, at IQ'erne for identiske tvillinger varierede lige så meget som IQ'erne for broderske tvillinger. Med andre ord kan virkningen af at vokse op fattige overvælde et barns naturlige intellektuelle gaver.
Genetisk grundlag for daglige sygdomme
Arbejde med data og biologiske prøver i TwinsUK-registret, Spector og hans kolleger har vist i mere end 600 offentliggjorte artikler, at mange almindelige sygdomme som slidgigt, grå stær og endda rygsmerter har et klart genetisk grundlag for dem. ”Da jeg startede på dette felt, troede man, at kun 'sexede' sygdomme [som kræft] var genetiske, " siger Spector. "Vores fund ændrede den opfattelse."
Arvelige spiseforstyrrelser
Et af de nyere tvillingregistre, der kom online, Michigan State University Twin Registry (MSUTR) blev grundlagt i 2001 for at studere genetiske og miljømæssige påvirkninger på en lang række psykiatriske og medicinske lidelser. Et af de mest overraskende fund, der kommer ud af gruppens forskning, er, at mange spiseforstyrrelser såsom anoreksi har en genetisk komponent for dem.
”Folk troede i længste tid, at det helt skyldtes kultur, medierne og sociale faktorer, ” siger MSUTR-co-direktør Kelly Klump. ”På grund af tvillingsundersøgelser ved vi nu, at gener tegner sig for den samme mængde af variation i at spise lidelser, som de gør ved skizofreni og bipolar lidelse. Vi ville aldrig have vidst det uden undersøgelser af tvillinger. "
Genetik for fedme
En klassisk tvillingundersøgelse udført af genetikeren Claude Bouchard i 1990 så på betydningen af gener for opbevaring af kropsfedt. Bouchard, nu ved Louisiana State University, husede et dusin magre unge mandlige tvillinger i en sovesal og overfødte dem med 1.000 kalorier om dagen i tre måneder. Selvom hver deltager var tungere ved afslutningen af eksperimentet, varierede mængden af vægt og fedt markant betydeligt fra 9 kg til 29 pund. Vægtøgning inden for par tvillinger var meget mere ens end vægtøgning mellem forskellige tvillingepar, og tvillingerne i hvert par havde en tendens til at gå på vægt på de samme steder, hvad enten det var i maven, bagdel eller lår.
Untangling af "Gay Gen"
Talrige tvillingestudier har forsøgt at belyse betydningen af gener i seksuel orientering. I 2008 trak forskere under ledelse af Niklas Langström, en psykiater ved Karolinska-instituttet i Stockholm, på skatten af tvillingedata indeholdt i det svenske tvillingregister, den største i verden, for at undersøge genetiske og miljømæssige påvirkninger, der afgør, om eller ej en person er homoseksuel. Forskerne fandt, at genetik kun tegnede sig for 35 procent af forskellene mellem identiske og broderske homoseksuelle mænd og endnu mindre - ca. 18 procent - hos homoseksuelle kvinder.
Undersøgelsen, som er en af de mest omfattende til dato, indikerer, at et komplekst samspil mellem genetik og miljømæssige faktorer fungerer sammen for at forme folks seksuelle orientering. Men som andre tvillingsundersøgelser om dette kontroversielle emne blev Langströms undersøgelse kritiseret for mulig rekrutteringsbias, da kun 12 procent af mændene i det svenske register blev inkluderet i undersøgelsen.
Twins Reared Apart
I 1979 gennemførte Thomas Bouchard, hvad der måske er den mest fascinerende tvillingundersøgelse endnu. Derefter direktør for Minnesota Center for tvilling- og familieforskning, Bouchard så på identiske og broderske tvillinger adskilt i spædbarnet og opdrættet fra hinanden. Han fandt, at identiske tvillinger, der havde forskellige opdragelser, ofte havde bemærkelsesværdigt ens personligheder, interesser og holdninger. I et af de mest berømte eksempler stødte Bouchard på tvillinger, der var blevet adskilt fra fødslen og genforenet i en alder af 39 år.
"Tvillingerne, " skrev Bouchard senere, "blev fundet at have gift kvinder ved navn Linda, skilt og gift anden gang med kvinder ved navn Betty. Den ene navngav hans søn James Allan, den anden hedder hans søn James Alan og begge navngav deres dyrehunde Legetøj. "
Men MSUTRs Klump er hurtig med at påpege, at Bouchards fund ikke er bevis på genetisk determinisme. "Det, de viser, er, at vi kommer ind i verden ikke som tilfældige væsener eller tomme skifer, " siger Klump. "Når vi går gennem livet, har vi en masse frie valg, men en del af det frie valg er sandsynligvis baseret på ting at vi er virkelig gode til og ting, som vi kan lide at gøre. Bouchards undersøgelse fortæller os, at der er et dynamisk samspil mellem hvad vi kan lide, hvad vi vil og de miljøer, vi vælger. "
