Fenotypisk variasjon

De fenotypisk variasjon beskriver forskjellige egenskaper hos individer med samme genotype. Prinsippet ble gjort kjent av den evolusjonsbiologen Darwin. Sykdommer som sigdcelleanemi er basert på fenotypisk variasjon og var opprinnelig forbundet med en evolusjonær fordel.

Hva er den fenotypiske variasjonen?

Fenotypen beskriver det faktiske utseendet til en organisme, inkludert alle individuelle egenskaper hos et individ. I stedet for å referere til morfologiske egenskaper, refererer begrepet til fysiologiske egenskaper og atferdskarakteristika. Fenotypen avhenger ikke bare av de genetiske egenskapene til en organisme, men bestemmes først og fremst av miljøpåvirkninger.

Med den fenotypiske variasjonen, refererer biologien til de forskjellige egenskapene mellom individer av samme art.Til tross for den vanlige genotypen, adoptere individene forskjellige fenotyper på grunn av miljøpåvirkninger.

Prinsippet om fenotypisk variasjon går tilbake til observasjonene til franskmennene Georges Cuvier og Étienne Geoffroy Saint-Hilaire. Det ble først beskrevet i Storbritannia av Erasmus Darwin og Robert Chambers. Charles Darwin gjorde til slutt den fenotypiske variasjonen bedre kjent, men i henhold til nåværende kunnskap anses ikke den å være den første som beskriver fenomenet. I forbindelse med den fenotypiske variasjonen, brukte han uttrykk for divergens og beskrev dermed at fenotypiske individuelle egenskaper stadig øker med generasjonene og at individuelle representanter for et ras beveger seg lenger og lenger bort fra rasetrekkene.

Funksjon & oppgave

Mendels regler forklarer den fenotypiske variasjonen i enkle termer. Mendel undersøkte arven etter individuelle egenskaper hos planter. For eksempel observerte han fargen på blomstene og krysset planter av røde og hvite toner med hverandre. Fenotypene til individene som ble avlet frem var enten røde eller hvite. Plantenes genotype inneholdt informasjonen om røde og hvite blomster for alle avkom. Håndhevelsen av en farge var derfor ikke forutsigbar bare fra genotypen.

Fenotypisk variasjon bestemmes ikke av genetisk mutasjon, men kan føre til mutasjon gjennom generasjonene. Den senere fenotypen kan ikke tydelig leses fra et genom. En spesifikk genotype kan heller ikke tydelig trekkes fra fenotypen. Forholdet mellom genotype og fenotype er relativt uklart.

I følge Darwins syntetiske evolusjonsteori, blir de minste endringene i fenotypen åpenbare endringer i egenskaper i løpet av evolusjonen, som kan variere opp til artsendring. Mutasjonsrelaterte endringer i en fenotype kan assosieres med en geografisk seleksjonsfordel og resultere i to geografisk begrensede undervarianter av samme art som forblir side om side. Et eksempel på dette er laktosepresistens, som for tusenvis av år siden lot nord-europeere metabolisere animalsk melk.

I tillegg til den kontinuerlige variasjonen av fenotypen, lister evolusjonsutviklingsbiologi komplekse, diskontinuerlige spontane variasjoner i samme generasjon. Alle artene har fenotypiske variasjoner. Variasjoner er intet unntak, de er normen. Variasjonen av visse egenskaper innen samme art er ikke jevnt fordelt romlig. For eksempel har forskjellige populasjoner ofte variasjon, for eksempel individer med forskjellige kroppsstørrelser. Alle fenotypiske variasjoner av populasjonene av en art beviser evolusjonsprosessene.

Den fenotypiske variasjonen er en hjørnestein i naturlig seleksjon og gir dermed individer i forskjellige milier fordeler for overlevelse. Forskjellene mellom menneskets øye- og hårfarger er det mest kjente eksemplet på variasjon innen menneskenes art.I arter som sebraen, vises prinsippet om fenotypisk variasjon, for eksempel i stripeforskjellene til sebra-artene. Burchells sebraer har rundt 25 striper, fjellsebraer rundt 40 og Grevys sebraer til og med rundt 80.

Sykdommer og plager

Det er utallige eksempler på fenotypisk variasjon innen den menneskelige arten. Noen av dem er assosiert med sykdommer. Sigdcelleanemi, for eksempel, er et resultat av fenotypisk variasjon. Denne sykdommen gir en sigdformet deformasjon av de røde blodlegemene, som er assosiert med sirkulasjonsforstyrrelser. Sikkelcelleanemi er ikke bare en sykdom, men også en kurativ variasjon. Motstand mot malaria går hånd i hånd med deformasjonen av røde blodlegemer. Denne malariaresistensen betydde evolusjonære fordeler og motstå dermed naturlig seleksjon. En mutasjon utviklet fra den fenotypiske variasjonen som fremdeles er vanlig i menneskearten til i dag.

Det mest kjente eksemplet på fordelene med fenotypiske variasjoner er laktosetoleranse hos mennesker. Opprinnelig, utenfor barndommen, klarte ikke den menneskelige arten å metabolisere melk og meieriprodukter. Denne laktoseintoleransen forsvant over tid på grunn av fenotypisk variasjon for nesten alle individer i Nord-Europa. Siden evnen til å metabolisere melk og meieriprodukter var assosiert med betydelige evolusjonsfordeler for mennesker, hadde fenotypen en tilbakevirkende effekt på genotypen gjennom en genetisk mutasjon. Siden den gang har laktosetoleranse blitt ansett som normen for nordeuropeiske mennesker. Ikke desto mindre vedvarer samtidig fenotyper med den opprinnelige laktoseintoleransen i menneskets art.

I tillegg til disse sammenhengene spiller fenotypisk variasjon også en rolle for sykdommer, spesielt for arvelige kliniske bilder. Jo lenger en spesiell sykdom har blitt spredd hos en art, jo mer sannsynlig er det å ha fenotypiske variasjoner av den samme sykdommen. På denne måten kan det samme kliniske bildet gi flere symptomer etter flere generasjoner. Ved hjelp av undertypene til en sykdom er det mulig å forstå hvor lenge sykdommen har spredd seg i en type.

Fenotypisk variasjon forekommer også i arvelige sykdommer som bare kan utløses av visse eksogene faktorer. Kreft kan for eksempel være iboende i genotypen, men bryter fremdeles ikke ut i hver fenotype.