Arvbarhet

Arvbarhet er et sentralt begrep i genetikken. Det tallfester i hvilken grad genetiske forskjeller mellom individer bidrar til de observerte forskjellene i en bestemt egenskap i en populasjon. Verdien uttrykkes som en andel fra 0 til 1 (eller 0 % til 100 %). En arvbarhet på 0 betyr at all variasjon i egenskapen skyldes miljøfaktorer. En arvbarhet på 1 betyr at all variasjon skyldes genetiske faktorer. For eksempel er arvbarheten for høyde i mange menneskelige populasjoner anslått til rundt 0,8. Det innebærer at 80 % av variasjonen i høyde blant menneskene i den aktuelle populasjonen kan tilskrives genetisk variasjon.

Det er avgjørende å forstå at arvbarhet ikke gjelder for et enkeltindivid. En arvbarhet på 0,8 for høyde betyr ikke at 80 % av en persons høyde bestemmes av genene og 20 % av miljøet. Det er snarere en statistikk på populasjonsnivå som beskriver kilden til variasjon på tvers av populasjonen. Genetikere skiller mellom arvbarhet i vid forstand (H²) og arvbarhet i snever forstand (h²). H² omfatter alle genetiske bidrag, inkludert additive effekter, dominans og epistase. h² tar bare hensyn til de additive genetiske effektene som overføres direkte fra foreldre til avkom. Arvbarhet i snever forstand er særlig nyttig i landbruk og dyreavl for å forutsi hvordan en egenskap vil respondere på selektiv avl.

Arvbarhet er en hjørnestein i kvantitativ genetikk og atferdsgenetikk. Begrepet gir et statistisk verktøy for å analysere det sammensatte samspillet mellom arv og miljø. Det er ikke en fast, universell konstant for en egenskap. Et arvbarhetsestimat er derimot spesifikt for den bestemte populasjonen og det spesifikke spekteret av miljøer der målingen ble gjort. Blir miljøet mer ensartet, kan arvbarheten øke. Grunnen er at miljøvariasjonen reduseres, slik at genetiske forskjeller utgjør en større del av den totale variasjonen. Motsatt kan arvbarheten avta dersom en populasjon utsettes for et bredere spekter av miljøforhold.

Forståelse av arvbarhet er avgjørende for medisinsk forskning. Det gjelder særlig studier av komplekse sykdommer som schizofreni, diabetes og hjertesykdom, som påvirkes av både genetiske faktorer og miljøfaktorer. Høye arvbarhetsestimater for en tilstand kan lede forskere til å lete etter de spesifikke genene som er involvert. I landbruket ligger konseptet til grunn for avlsprogrammer som skal fremme ønskede egenskaper i planter og husdyr, som melkeytelse hos kyr eller sykdomsresistens hos hvete.

Begrepet blir imidlertid ofte feiltolket. Høy arvbarhet for en egenskap betyr ikke at egenskapen er uforanderlig, eller at miljøtiltak er nytteløse. Et klassisk eksempel er den genetiske sykdommen fenylketonuri (PKU), som har en arvbarhet nær 1,0. Selv om tilstanden nesten fullstendig bestemmes av genetikk, kan de alvorlige effektene på kognitiv utvikling forebygges helt gjennom et enkelt kostholdstiltak tidlig i livet. Tiltaket består i å begrense inntaket av aminosyren fenylalanin. Dette viser at selv sterkt arvelige egenskaper kan påvirkes betydelig av miljøendringer.