Fenotipska variacija opisuje različne lastnosti posameznikov z istim genotipom. Načelo je populariziral evolucijski biolog Darwin. Bolezni, kot so srpaste celice anemija temeljijo na fenotipskih variacijah in so bili prvotno povezani z evolucijsko prednostjo.
Kaj je fenotipska variacija?
S fenotipskimi variacijami se biologija nanaša na različne lastnosti lastnosti med posamezniki iste vrste. Fenotip se nanaša na dejanski videz organizma, vključno z vsemi individualnimi značilnostmi posameznika. Namesto morfoloških lastnosti se izraz nanaša na fiziološke in vedenjske lastnosti. Fenotip ni odvisen izključno od genetskih značilnosti organizma, ampak ga v glavnem določajo vplivi okolja. S fenotipskimi variacijami se biologija nanaša na različne lastnosti lastnosti med posamezniki iste vrste. Kljub skupnemu genotipu posamezniki zaradi vplivov okolja prevzamejo različne fenotipe. Načelo fenotipske variacije izvira iz opažanj Francozov Georgesa Cuvierja in Étiennea Geoffroya Saint-Hilaireja. V Veliki Britaniji sta ga prvi opisala Erasmus Darwin in Robert Chambers. Charles Darwin je sčasoma fenotipske variacije naredil širše znane, vendar po trenutnih spoznanjih ne velja za prvega opisovalca pojava. Izraz divergenca je uporabil v povezavi s fenotipskimi variacijami, pri čemer je opisal dejstvo, da se fenotipske posamezne značilnosti nenehno povečujejo z generacijami in da se posamezni predstavniki rase vse bolj oddaljujejo od rasnih značilnosti.
Funkcija in naloga
Mendelova pravila pojasnjujejo fenotipske razlike na preprost način. Mendel je preučeval dedovanje posameznih lastnosti rastlin. Na primer, opazoval je barvo cvetov in med seboj prekrižal rastline z rdečimi in belimi odtenki. Fenotipi tako vzrejenih posameznikov so bili rdeči ali beli. Genotip rastlin je vseboval podatke o rdečih in belih cvetovih za vse potomce. Tako izvrševanja odtenka ni bilo mogoče predvideti samo iz genotipa. Fenotipska variacija ni določena z genetsko mutacijo, lahko pa povzroči mutacijo skozi generacije. Iz genoma kasnejšega fenotipa ni mogoče odčitati enoznačno. Prav tako iz fenotipa ni mogoče nedvoumno sklepati na določen genotip. Odnos genotip-fenotip tako ostaja razmeroma nejasen. V skladu z Darwinovo sintetično teorijo evolucije minutne spremembe v fenotipu postanejo očitne spremembe v poteku evolucije, ki lahko napredujejo do sprememb vrst. Z mutacijami povzročene spremembe fenotipa lahko spremlja prednost geografskega izbora, kar ima za posledico dve geografsko omejeni podvarijanti iste vrste, ki vztrajata ena ob drugi. Primer tega je laktoza vztrajnost, ki je severnim Evropejcem omogočila presnovo živali mleko pred tisočimi leti. Evolucijska razvojna biologija navaja zapletene prekinitvene spontane spremembe v isti generaciji, poleg stalnih sprememb v fenotipu. Vse vrste imajo fenotipske razlike. Različice niso izjema, ampak ustrezajo pravilu. Razlike v posebnostih iste vrste niso prostorsko enakomerno porazdeljene. Različne populacije pogosto kažejo spremenljivosti, na primer posamezniki z različnimi telesnimi velikostmi. Vse fenotipske razlike med populacijami vrste dokazujejo evolucijske procese. Fenotipska variacija je temelj naravne selekcije in tako posameznikom v različnih okoljih nudi prednosti preživetja. Razlike med človeškim očesom in lasje barve so med najbolj znanimi primeri sprememb znotraj človeške vrste. Medtem se pri vrstah, kot je zebra, načelo fenotipske variacije pojavlja, na primer, v črtastih razlikah med vrstami zebre. Burchellove zebre imajo približno 25 črt, gorske zebre imajo približno 4o, Grevyjeve zebre pa celo okoli 80.
Bolezni in bolezni
V človeški vrsti obstaja nešteto primerov fenotipskih sprememb. Nekatere od njih so povezane z boleznimi. Srpaste celice anemijaje na primer rezultat fenotipskih variacij. Ta bolezen povzroča srpasto deformacijo rdeče kri celic, ki ga spremlja motnje krvnega obtoka. Srpaste celice anemija ni samo bolezen, ampak hkrati tudi kurativna sprememba. Deformacija rdeče kri celic spremlja odpornost na malarija. To malarija odpornost je pomenila evolucijske biološke prednosti in je na ta način zdržala naravno selekcijo. Fenotipska variacija se je razvila v mutacijo, ki je še danes razširjena v človeški vrsti. Med najbolj znanimi primeri prednosti fenotipskih variacij je človek laktoza strpnost. Prvotno človeška vrsta ni mogla presnavljati mleko in mlečni izdelki zunaj dojenčkov. To laktoza nestrpnost je sčasoma s fenotipskimi variacijami izginila za skoraj vse posameznike v severni Evropi. Ker sposobnost presnove mleko mlečni izdelki povezani s pomembnimi evolucijskimi prednostmi za ljudi, fenotip je z gensko mutacijo retroaktivno vplival na genotip. Od takrat toleranca na laktozo velja za normo pri severnoevropskih ljudeh. Kljub temu pa hkrati fenotipi z izvirnikom laktozna intoleranca obstajajo znotraj človeške vrste. Poleg teh korelacij ima fenotipska variacija tudi vlogo pri boleznih, zlasti pri dednih vzorcih bolezni. Dlje ko je določena bolezen razširjena pri neki vrsti, bolj verjetna bo fenotipska sprememba iste bolezni. Na ta način lahko isti vzorec bolezni po več generacijah povzroči najrazličnejše simptome. Tako lahko s podtipi bolezni določimo, kako dolgo je bolezen prevladovala pri neki vrsti. Fenotipska variacija se pojavlja tudi pri dednih boleznih, ki se razvijejo le kot posledica nekaterih eksogenih dejavnikov. rakna primer je lahko neločljivo povezan z genotipom, vendar še vedno ne doseže izbruha pri vseh fenotipih.