Η λέξη «φαινότυπος» είναι ελληνικής προέλευσης και μεταφράζεται (κυριολεκτικά) «ανακαλύπτω», «αποκαλύπτω». Ποιο είναι το πρακτικό νόημα αυτής της έννοιας;
Τι είναι ο φαινότυπος; Ορισμός
Ένας φαινότυπος πρέπει να νοείται ως ένα σύνολο χαρακτηριστικών που είναι εγγενή σε ένα άτομο σε ένα συγκεκριμένο στάδιο ανάπτυξης. Αυτό το σύνολο σχηματίζεται με βάση τον γονότυπο. Για τους διπλοειδείς οργανισμούς, η εκδήλωση των κυρίαρχων γονιδίων είναι χαρακτηριστική. Ορίζοντας με μεγαλύτερη ακρίβεια τι είναι ένας φαινότυπος, θα πρέπει να μιλήσουμε για το σύνολο των εσωτερικών και εξωτερικών σημείων ενός οργανισμού που αποκτήθηκαν κατά τη διαδικασία της ατομικής ανάπτυξης (οντογένεση).
Γενικές πληροφορίες
Παρά τον αρκετά ακριβή ορισμό του τι είναι ένας φαινότυπος, η έννοια του έχει μια σειρά από αβεβαιότητες. Οι περισσότερες από τις δομές και τα μόρια που κωδικοποιούνται από το γενετικό υλικό δεν βρίσκονται στην εξωτερική εμφάνιση του οργανισμού. Ωστόσο, αποτελούν μέρος του φαινοτύπου. Ένα παράδειγμα θα ήταν ο φαινότυπος του αίματος των ανθρώπων. Από την άποψη αυτή, σύμφωνα με ορισμένους συγγραφείς, ο ορισμός θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνει εκείνα τα χαρακτηριστικά που μπορούν να ληφθούν χρησιμοποιώντας διαγνωστικές, ιατρικές ή τεχνικές διαδικασίες. ΠερισσότεροΜια ριζική περαιτέρω επέκταση μπορεί να περιέχει επίκτητη συμπεριφορά και, εάν είναι απαραίτητο, την επίδραση του οργανισμού στο περιβάλλον και σε άλλους οργανισμούς. Έτσι, για παράδειγμα, οι κοπτήρες και το φράγμα των κάστορων μπορεί να μπερδευτούν ως προς τον φαινότυπο τους.
Βασικά χαρακτηριστικά
Καθορίζοντας τι είναι ένας φαινότυπος, μπορούμε να μιλήσουμε για κάποια «αφαίρεση» γενετικών πληροφοριών προς περιβαλλοντικούς παράγοντες. Ως πρώτη προσέγγιση, δύο χαρακτηριστικά πρέπει να ληφθούν υπόψη:
- Διάσταση του φαινοτύπου. Αυτό το χαρακτηριστικό υποδεικνύει τον αριθμό των "εξωτερικών" κατευθύνσεων, που χαρακτηρίζει τον αριθμό των περιβαλλοντικών παραγόντων.
- Το δεύτερο σημάδι υποδεικνύει το επίπεδο ευαισθησίας του φαινοτύπου στις περιβαλλοντικές συνθήκες. Αυτός ο βαθμός ονομάζεται εύρος.
Σε συνδυασμό, αυτά τα χαρακτηριστικά υποδηλώνουν τον πλούτο και την ποικιλία του φαινοτύπου. Όσο πιο πολυδιάστατο είναι το σύνολο των επιμέρους χαρακτηριστικών, όσο πιο ευαίσθητα είναι τα σημάδια και όσο πιο μακριά βρίσκονται από τον γονότυπο, τόσο πιο πλούσιος είναι. Έτσι, για παράδειγμα, αν συγκρίνουμε τον φαινότυπο ενός βακτηρίου, στρογγυλού σκουληκιού, βατράχου, ανθρώπου, τότε ο «πλούτος» σε αυτή την αλυσίδα αυξάνεται. Αυτό σημαίνει ότι ο ανθρώπινος φαινότυπος είναι πλουσιότερος.
Ιστορικό υπόβαθρο
Το 1909, ο Wilhelm Johansen (ένας Δανός επιστήμονας) για πρώτη φορά - σε συνδυασμό με την έννοια του γονότυπου - πρότεινε τον ορισμό του φαινοτύπου. Αυτό κατέστησε δυνατή τη διάκριση της κληρονομικότητας από το αποτέλεσμα της εφαρμογής της. Η ιδέα των διαφορών μπορεί επίσης να αναχθεί στο έργο των Mendel και Weismann. Ταυτόχρονα ο τελευταίος διέκρινε τα σωματικά καιαναπαραγωγικά κύτταρα σε πολυκύτταρους οργανισμούς. Το σύνολο χρωμοσωμάτων που λαμβάνεται από τους γονείς περιέχεται στους πυρήνες των κυττάρων. Τα χρωμοσώματα φέρουν ένα σύμπλεγμα γονιδίων που είναι χαρακτηριστικό ενός συγκεκριμένου είδους γενικά και ενός συγκεκριμένου οργανισμού ειδικότερα. Τα γονίδια περιέχουν πληροφορίες για τις πρωτεΐνες που μπορούν να συντεθούν, καθώς και για τους μηχανισμούς που, στην πραγματικότητα, καθορίζουν και ρυθμίζουν τη σύνθεση. Τι γίνεται μετά; Κατά τη διάρκεια της οντογένεσης, τα γονίδια ενεργοποιούνται διαδοχικά και οι πρωτεΐνες που κωδικοποιούν συντίθενται. Ως αποτέλεσμα, συμβαίνει ο σχηματισμός και η ανάπτυξη όλων των ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών του οργανισμού που συνθέτουν τον φαινότυπο του. Με άλλα λόγια, ένα ορισμένο «προϊόν» προκύπτει από την εφαρμογή του γενετικού προγράμματος που περιέχεται στον γονότυπο.
Επίδραση των εξωτερικών συνθηκών στην ανάπτυξη μεμονωμένων χαρακτηριστικών
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο γονότυπος δεν είναι ένας σαφής παράγοντας που καθορίζει τον φαινότυπο. Σε έναν ή τον άλλο βαθμό, ο σχηματισμός ενός συνόλου μεμονωμένων χαρακτηριστικών θα εξαρτηθεί επίσης από το περιβάλλον διαμονής, δηλαδή από εξωτερικούς παράγοντες. Κάτω από διαφορετικές συνθήκες, οι φαινότυποι έχουν έντονη διαφορά. Έτσι, για παράδειγμα, ο τύπος των πεταλούδων "arashnia" δίνει δύο απογόνους το χρόνο. Εκείνα τα άτομα που προέκυψαν από ξεχειμωνιασμένες νύμφες (άνοιξη) διαφέρουν έντονα από εκείνα που εμφανίστηκαν το καλοκαίρι. Ο φαινότυπος του φυτού μπορεί επίσης να διαφέρει. Για παράδειγμα, στον ανοιχτό χώρο τα πεύκα απλώνονται, και στο δάσος είναι λεπτά και ψηλά. Στη νεραγκούλα, το σχήμα του φύλλου εξαρτάται από το πού βρίσκεται - στον αέρα ή στο νερό.
Σχέση μεταξύ φαινοτύπων και γονότυπων
Η ικανότητα αλλαγής, η οποία παρέχεται από το γενετικό πρόγραμμα, ονομάζεται ρυθμός αντίδρασης. Κατά κανόνα, όσο πιο διαφορετικές είναι οι συνθήκες στις οποίες ζει το είδος, τόσο ευρύτερος είναι αυτός ο κανόνας. Σε περίπτωση που το περιβάλλον διαφέρει έντονα από αυτό στο οποίο είναι προσαρμοσμένο το είδος, συμβαίνει παραβίαση στην ανάπτυξη των οργανισμών και πεθαίνουν. Τα χαρακτηριστικά του φαινοτύπου δεν αντανακλούν πάντα υπολειπόμενα αλληλόμορφα. Ταυτόχρονα όμως διατηρούνται και μπορούν να περάσουν σε απογόνους. Αυτές οι πληροφορίες μας επιτρέπουν να κατανοήσουμε καλύτερα την εξελικτική διαδικασία. Μόνο οι φαινότυποι συμμετέχουν στη φυσική επιλογή, ενώ οι γονότυποι μεταδίδονται στους απογόνους και παραμένουν περαιτέρω στον πληθυσμό. Η αλληλεπίδραση δεν περιορίζεται στη σχέση μεταξύ υπολειπόμενων και κυρίαρχων αλληλίων - πολλά γονίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
