Fenotypisk variation

De fenotypisk variation beskriver olika egenskaper hos individer med samma genotyp. Principen tillkännagavs av den evolutionära biologen Darwin. Sjukdomar såsom sigdcellanemi är baserade på fenotypisk variation och var ursprungligen förknippade med en evolutionär fördel.

Vad är den fenotypiska variationen?

Fenotypen beskriver det verkliga utseendet på en organisme inklusive alla individuella egenskaper hos en individ. I stället för att hänvisa till morfologiska egenskaper hänvisar termen till fysiologiska egenskaper och beteendeegenskaper. Fenotypen beror inte bara på de organiska genetiska egenskaperna, utan bestäms främst av miljöpåverkan.

Med fenotypisk variation avser biologi de olika egenskaperna mellan individer av samma art, trots att de har en gemensam genotyp, antar individerna olika fenotyper på grund av miljöpåverkan.

Principen om fenotypisk variation går tillbaka till observationerna från franska Georges Cuvier och Étienne Geoffroy Saint-Hilaire. Det beskrevs först i Storbritannien av Erasmus Darwin och Robert Chambers. Charles Darwin gjorde slutligen den fenotypiska variationen bättre känd, men enligt nuvarande kunskap anses inte vara den första som beskriver fenomenet. I samband med den fenotypiska variationen använde han uttrycket av divergens och beskrev således att fenotypiska individuella egenskaper stadigt ökar med generationerna och att enskilda företrädare för ett ras går längre och längre bort från rasegenskaperna.

Funktion & uppgift

Mendels regler förklarar den fenotypiska variationen i enkla termer. Mendel undersökte arvet av enskilda egenskaper hos växter. Till exempel observerade han färgen på blommorna och korsade växter med röda och vita toner med varandra. Fenotyperna på de så uppfödda individerna var antingen röda eller vita. Planternas genotyp innehöll information om röda och vita blommor för alla avkommor. Tillämpningen av en färg kunde därför inte förutses från genotypen ensam.

Fenotypisk variation bestäms inte av genetisk mutation utan kan leda till mutation under generationerna. Den senare fenotypen kan inte tydligt läsas från ett genom. Inte heller kan en specifik genotyp tydligt härledas från fenotypen. Förhållandet mellan genotyp och fenotyp förblir relativt oklart.

Enligt Darwins syntetiska evolutionsteori, blir de minsta förändringarna i fenotypen uppenbara förändringar i egenskaper under utvecklingen, vilket kan variera upp till artändring. Mutationsrelaterade förändringar i en fenotyp kan associeras med en geografisk selektionsfördel och resultera i två geografiskt begränsade undervarianter av samma art som förblir sida vid sida. Ett exempel på detta är laktospersistens, som för tusentals år sedan tillät norra européer att metabolisera animalisk mjölk.

Utöver den kontinuerliga variationen i fenotypen listar evolutionär utvecklingsbiologi komplexa, diskontinuerliga spontana variationer i samma generation. Alla arter har fenotypiska variationer. Variationer är inget undantag, de är normen. Variationen av vissa egenskaper inom samma art är inte jämnt fördelad rumsligt. Till exempel uppvisar olika populationer ofta variationer, till exempel individer med olika kroppsstorlekar. Alla fenotypiska variationer av populationerna av en art bevisar de evolutionära processerna.

Den fenotypiska variationen är en hörnsten i det naturliga urvalet och ger således individer i olika miljoner fördelar för överlevnad. Skillnaderna mellan mänskliga ögon- och hårfärger är ibland det mest kända exemplet på variationer inom den mänskliga arten.I arter som sebra förekommer principen om fenotypisk variation, till exempel i randskillnaderna för sebra-arterna. Burchells zebror har cirka 25 ränder, bergsebror runt 40 och Grevys zebror till och med cirka 80.

Sjukdomar och sjukdomar

Det finns otaliga exempel på fenotypisk variation inom människans art. Vissa av dem är förknippade med sjukdomar. Sjukcellanemi, till exempel, är resultatet av fenotypisk variation. Denna sjukdom ger en seglformad deformation av de röda blodkropparna, som är associerade med cirkulationsstörningar. Sjukcellanemi är inte bara en sjukdom utan också en botande variation. Resistens mot malaria går hand i hand med deformation av röda blodkroppar. Denna malariaresistens betydde evolutionära fördelar och tål således naturligt urval. En mutation utvecklades från den fenotypiska variationen som fortfarande är vanligt i människors art till denna dag.

Det mest kända exemplet på fördelarna med fenotypiska variationer är laktostolerans hos människor. Ursprungligen, utanför barndomen, kunde den mänskliga arten inte metabolisera mjölk och mejeriprodukter. Denna laktosintolerans försvann med tiden på grund av fenotypisk variation för nästan alla individer i Nordeuropa. Eftersom förmågan att metabolisera mjölk och mjölkprodukter var förknippade med betydande evolutionära fördelar för människor, hade fenotypen en retroaktiv effekt på genotypen genom en genetisk mutation. Sedan dess har laktosetolerans betraktats som normen för nordeuropeiska människor. Samtidigt kvarstår fenotyper med den ursprungliga laktosintoleransen inom människans art.

Utöver dessa förhållanden spelar fenotypisk variation också en roll för sjukdomar, särskilt för ärftliga kliniska bilder. Ju längre en viss sjukdom har spridits hos en art, desto mer troligt är det att ha fenotypiska variationer av samma sjukdom. På detta sätt kan samma kliniska bild orsaka ett stort antal symtom efter flera generationer. Med hjälp av subtyperna till en sjukdom är det möjligt att grovt förstå hur länge sjukdomen har spridit sig i en typ.

Fenotypisk variation förekommer också i ärftliga sjukdomar som endast kan utlösas av vissa exogena faktorer. Cancer kan till exempel vara inneboende i genotypen, men bryter fortfarande inte ut i varje fenotyp.