Fænotypisk variation

Det fænotypisk variation beskriver forskellige egenskaber hos individer med den samme genotype. Princippet blev gjort kendt af den evolutionære biolog Darwin. Sygdomme såsom seglcelleanæmi er baseret på fænotypisk variation og var oprindeligt forbundet med en evolutionær fordel.

Hvad er den fænotype variation?

Fænotypen beskriver det faktiske udseende af en organisme inklusive alle individuelle egenskaber hos et individ. I stedet for at henvise til morfologiske egenskaber, henviser termen til fysiologiske karakteristika og adfærdsegenskaber. Fænotypen afhænger ikke kun af de organiske genetiske egenskaber, men bestemmes primært af miljøpåvirkninger.

Med den fænotype variation refererer biologi til de forskellige karakteristika mellem individer af den samme art. På trods af den fælles genotype indtager individerne forskellige fænotyper på grund af miljøpåvirkninger.

Princippet om fænotypisk variation går tilbage til observationer af den franske Georges Cuvier og Étienne Geoffroy Saint-Hilaire. Det blev først beskrevet i Storbritannien af ​​Erasmus Darwin og Robert Chambers. Charles Darwin gjorde endelig den fænotypiske variation bedre kendt, men ifølge den nuværende viden betragtes den ikke som den første til at beskrive fænomenet. I forbindelse med den fænotype variation anvendte han udtrykket af divergens og beskrev således, at fænotypiske individuelle træk støt stiger med generationer, og at individuelle repræsentanter for et race bevæger sig længere og længere væk fra racetegningerne.

Funktion & opgave

Mendels regler forklarer den fænotype variation i enkle termer. Mendel undersøgte arven af ​​individuelle egenskaber hos planter. For eksempel observerede han farven på blomsterne og krydsede planter med røde og hvide toner med hinanden. Fænotyperne på de således avlede individer var enten røde eller hvide. Planternes genotype indeholdt oplysninger om røde og hvide blomster til alle afkom. Håndhævelsen af ​​en farve blev derfor ikke forudset fra genotypen alene.

Fænotypisk variation bestemmes ikke af genetisk mutation, men kan føre til mutation gennem generationer. Den senere fænotype kan ikke tydeligt læses fra et genom. En bestemt genotype kan heller ikke klart udledes fra fænotypen. Forholdet mellem genotype og fænotype forbliver relativt uklart.

I henhold til Darwins syntetiske evolutionsteori bliver de mindste ændringer i fænotypen åbenlyse ændringer i egenskaber i løbet af evolutionen, der kan variere op til artsændring. Ændringer i en fænotype på grund af mutationer kan ledsages af en geografisk selektionsfordel og resultere i to geografisk begrænsede undervarianter af de samme arter, der forbliver side om side. Et eksempel på dette er laktosepresistens, som for tusinder af år siden gjorde det muligt for nordeuropæerne at metabolisere animalsk mælk.

Ud over den kontinuerlige variation af fænotypen lister evolutionær udviklingsbiologi komplekse, diskontinuerlige spontane variationer i den samme generation. Alle arter har fænotype variationer. Variationer er ingen undtagelse, de er normen. Variationen af ​​visse karakteristika inden for den samme art er ikke jævnt fordelt rumligt. For eksempel udviser forskellige populationer ofte variation, såsom individer med forskellige kropsstørrelser. Alle fænotype variationer af populationens arter beviser de evolutionære processer.

Den fænotype variation er en hjørnesten i den naturlige selektion og giver således individer i forskellige milier fordele for overlevelse. Forskellene mellem menneskelige øje- og hårfarver er det mest velkendte eksempel på variation inden for den humane art.I arter som zebra forekommer princippet om fænotypisk variation for eksempel i stripeforskellene for zebra-arterne. Burchells zebraer har omkring 25 striber, bjergsebraer omkring 40 og Grevys zebraer endda omkring 80.

Sygdomme og lidelser

Der er utallige eksempler på fænotypisk variation inden for den humane art. Nogle af dem er forbundet med sygdomme. Sigdcelleanæmi er for eksempel resultatet af fænotypisk variation. Denne sygdom producerer en seglformet deformation af de røde blodlegemer, som er forbundet med cirkulationsforstyrrelser. Sigdcelleanæmi er ikke kun en sygdom, men også en helbredende variation. Modstand mod malaria går hånd i hånd med deformation af røde blodlegemer. Denne malaria-resistens betød evolutionsfordele og dermed modståede naturlig selektion. En mutation udviklet fra den fænotypiske variation, der stadig er almindelig i den humane art i dag.

Det bedst kendte eksempel på fordelene ved fænotype variationer er laktosetolerance hos mennesker. Oprindeligt, uden for spædbarnet, var den menneskelige art ikke i stand til at metabolisere mælk og mejeriprodukter. Denne laktoseintolerance forsvandt over tid på grund af fænotypisk variation for næsten alle individer i Nordeuropa. Da evnen til at metabolisere mælk og mejeriprodukter var forbundet med betydelige evolutionære fordele for mennesker, havde fænotypen en tilbagevirkende effekt på genotypen gennem en genetisk mutation. Siden da er laktosetolerance blevet betragtet som normen for nordeuropæiske mennesker. Ikke desto mindre er der samtidig fænotyper med den oprindelige laktoseintolerance inden for den humane art.

Ud over disse sammenhænge spiller fænotypisk variation også en rolle for sygdomme, især for arvelige kliniske billeder. Jo længere en bestemt sygdom er spredt hos en art, jo mere sandsynligt er det at have fænotype variationer af den samme sygdom. På denne måde kan det samme kliniske billede forårsage en lang række symptomer efter flere generationer. Ved hjælp af undertyperne til en sygdom er det muligt groft at forstå, hvor længe sygdommen har spredt sig i en type.

Fænotypisk variation forekommer også i arvelige sygdomme, der kun kan udløses af visse eksogene faktorer. Kræft kan for eksempel være iboende i genotypen, men bryder stadig ikke ud i hver fænotype.