Fenotipska varijacija

fenotipska varijacija opisuje različite karakteristike jedinki s istim genotipom. To je načelo objavio evolucijski biolog Darwin. Bolesti poput srpaste stanične anemije temelje se na fenotipskoj varijaciji i izvorno su bile povezane s evolucijskom prednošću.

Kakva je fenotipska varijacija?

Fenotip opisuje stvarni izgled organizma, uključujući sve pojedinačne karakteristike pojedinca. Umjesto da se odnosi na morfološke karakteristike, pojam se odnosi na fiziološke karakteristike i karakteristike ponašanja. Fenotip ne ovisi samo o genetskim svojstvima organizma, već je prvenstveno određen utjecajem okoliša.

S fenotipskom varijacijom, biologija se odnosi na različite karakteristike između jedinki iste vrste, Iako imaju zajednički genotip, pojedinci usvajaju različite fenotipe zbog utjecaja okoline.

Princip fenotipske varijacije seže do promatranja Francuza Georgesa Cuviera i Étienne Geoffroy Saint-Hilaire. U Velikoj Britaniji prvi su ga opisali Erasmus Darwin i Robert Chambers. Charles Darwin konačno je fenotipsku varijaciju učinio poznatijom, ali prema trenutnim saznanjima taj se fenomen ne smatra prvim. U vezi s fenotipskom varijacijom koristio je izraz divergencije i tako opisao da se fenotipske osobine pojedinaca neprestano povećavaju s generacijama i da se pojedini predstavnici neke rase kreću sve dalje i dalje od rasnih osobina.

Funkcija i zadatak

Mendelova pravila objašnjavaju fenotipsku varijaciju na jednostavan način. Mendel je ispitivao nasljeđivanje pojedinih karakteristika u biljkama. Na primjer, opažao je boju cvijeća i križao biljke crvenih i bijelih tonova jedni s drugima. Fenotipi tako uzgajanih jedinki bili su crveni ili bijeli. Genotip biljaka sadržavao je podatke o crvenom i bijelom cvijeću za sve potomke. Primjena boje stoga nije bila predvidljiva samo od genotipa.

Fenotipska varijacija nije određena genetskom mutacijom, ali može dovesti do mutacije tijekom generacija. Kasniji fenotip ne može se jasno očitati iz genoma. Niti se iz fenotipa može jasno zaključiti određeni genotip. Odnos između genotipa i fenotipa i dalje je relativno nejasan.

Prema Darwinovoj sintetičkoj teoriji evolucije, najmanje promjene fenotipa postaju očite promjene karakteristika tijekom evolucije, koje se mogu kretati do promjene vrsta. Mutacije u fenotipu povezane s mutacijama mogu biti povezane s prednostima geografskog odabira i rezultirati u dvije geografski ograničene pod-varijante iste vrste koje ostaju jedna pored druge. Jedan primjer toga je postojanost laktoze, koja je prije tisućama godina omogućila sjevernim Europljanima metabolizaciju životinjskog mlijeka.

Pored kontinuiranog mijenjanja fenotipa, biološka razvojna razvojna lista navodi složene, neprekidne spontane varijacije u istoj generaciji. Sve vrste imaju fenotipske varijacije. Varijacije nisu izuzetak, one su norma. Varijacije određenih karakteristika unutar iste vrste nisu ravnomjerno raspoređene. Na primjer, različite populacije često pokazuju varijabilnost, poput osoba s različitim tjelesnim veličinama. Sve fenotipske varijacije populacija vrste dokazuju evolucijske procese.

Fenotipska varijacija je kamen temeljac prirodne selekcije i na taj način daje pojedincima različitih okruženja prednosti za opstanak. Razlike između ljudskih očiju i boja kose najpoznatiji su primjer varijacije unutar ljudske vrste.U vrstama poput zebre, princip fenotipske varijacije pojavljuje se, na primjer, kod razlika u prugama zebra. Burchellove zebre imaju oko 25 pruga, planinske zebre oko 40, a Grevyeve zebre čak oko 80.

Bolesti i bolesti

Postoji bezbroj primjera fenotipske varijacije unutar ljudske vrste. Neki od njih su povezani s bolestima. Na primjer, anemija srbijalnih stanica rezultat je fenotipske varijacije. Ova bolest proizvodi srpastu deformaciju crvenih krvnih stanica, koja je povezana s poremećajima cirkulacije. Srpka stanična anemija nije samo bolest, već i kurativna varijacija. Otpornost na malariju ide ruku pod ruku s deformacijom crvenih krvnih stanica. Ova otpornost na malariju značila je evolucijske prednosti i na taj način je izdržala prirodnu selekciju. Mutacija se razvila iz fenotipske varijacije koja je i danas u ljudskoj vrsti uobičajena.

Najpoznatiji primjer prednosti fenotipskih varijacija je tolerancija na laktozu kod ljudi. Izvorno, izvan dojenačke dobi, ljudska vrsta nije bila u mogućnosti metabolizirati mlijeko i mliječne proizvode. Ova netolerancija na laktozu s vremenom je nestala zbog fenotipske varijacije za gotovo sve jedinke u sjevernoj Europi. Budući da je sposobnost metabolizacije mlijeka i mliječnih proizvoda bila povezana sa značajnim evolucijskim prednostima za ljude, fenotip je imao retroaktivan učinak na genotip genetskom mutacijom. Od tada se tolerancija na laktozu smatra normom za ljude sjeverne Europe. Unatoč tome, istovremeno, u ljudskoj vrsti postoje i fenotipi s izvornom netolerancijom na laktozu.

Pored ovih odnosa, fenotipska varijacija također igra ulogu za bolesti, posebno za nasljedne kliničke slike. Što se određena bolest duže širi u vrsti, to je vjerojatnije da će imati istu fenotipsku varijaciju iste bolesti. Na taj način ista klinička slika može izazvati široku paletu simptoma nakon nekoliko generacija. Pomoću podtipova bolesti moguće je otprilike shvatiti koliko dugo se bolest širila u jednoj vrsti.

Fenotipska varijacija se javlja i kod nasljednih bolesti koje mogu potaknuti samo određeni egzogeni čimbenici. Rak, na primjer, može biti svojstven genotipu, ali još uvijek ne izbija u svakom fenotipu.