A "fenotípus" szó görög eredetű, és (szó szerint) "felfedezni", "felfedni" fordítja. Mi ennek a fogalomnak a gyakorlati jelentése?
Mi az a fenotípus? Meghatározás
A fenotípuson olyan jellemzők összességét kell érteni, amelyek az egyedben rejlenek a fejlődés egy adott szakaszában. Ez a halmaz a genotípus alapján alakul ki. A diploid szervezetekre jellemző a domináns gének megnyilvánulása. Pontosabban meghatározva, hogy mi a fenotípus, beszélni kell egy szervezet belső és külső jeleinek összességéről, amelyek az egyedfejlődés (ontogenezis) során keletkeztek.
Általános információ
Annak ellenére, hogy a fenotípust pontosan meghatározták, fogalma számos bizonytalansággal jár. A genetikai anyag által kódolt szerkezetek és molekulák többsége nem található meg a szervezet külső megjelenésében. Ezek azonban a fenotípus részét képezik. Példa erre az emberi vér fenotípusa. E tekintetben számos szerző szerint a definíciónak tartalmaznia kell azokat a jellemzőket is, amelyek diagnosztikai, orvosi vagy műszaki eljárásokkal megszerezhetők. Többegy radikális további kiterjesztése tartalmazhatja a szerzett viselkedést, és szükség esetén a szervezet környezetre és más szervezetekre gyakorolt hatását. Így például a hódok metszőfogai és gátja összetéveszthető a fenotípusukkal.
Főbb jellemzők
A fenotípus meghatározásakor beszélhetünk a genetikai információ bizonyos "eltávolításáról" a környezeti tényezők felé. Első közelítésként két jellemzőt kell figyelembe venni:
- A fenotípus mérete. Ez a jellemző a „kifelé” irányok számát jelzi, ami a környezeti tényezők számát jellemzi.
- A második jel a fenotípus környezeti feltételekre való érzékenységi szintjét jelzi. Ezt a fokozatot tartománynak nevezik.
Ezek a jellemzők kombinálva a fenotípus gazdagságát és változatosságát jelzik. Minél többdimenziós az egyéni jellemzők halmaza, minél érzékenyebbek a jelek, és minél távolabb vannak a genotípustól, annál gazdagabb. Így például, ha összehasonlítjuk egy baktérium, orsóféreg, béka, ember fenotípusát, akkor ebben a láncban nő a "vagyon". Ez azt jelenti, hogy az emberi fenotípus gazdagabb.
Történelmi háttér
1909-ben Wilhelm Johansen (dán tudós) először – a genotípus fogalmával kombinálva – javasolta a fenotípus meghatározását. Ez lehetővé tette az öröklődés megkülönböztetését a megvalósítás eredményétől. A különbségek gondolata Mendel és Weismann munkásságára is visszavezethető. Utóbbi ugyanakkor megkülönböztette a szomatikus illreproduktív sejtek többsejtű szervezetekben. A szülőktől kapott kromoszómakészletet a sejtmagok tartalmazzák. A kromoszómák általában egy adott fajra és konkrétan egy adott szervezetre jellemző gének komplexét hordozzák. A gének információkat tartalmaznak a szintetizálható fehérjékről, valamint azokról a mechanizmusokról, amelyek valójában meghatározzák és szabályozzák a szintézist. Akkor mi történik? Az ontogenezis során a gének egymás után kapcsolódnak be, és szintetizálódnak az általuk kódolt fehérjék. Ennek eredményeként a fenotípust alkotó organizmus összes tulajdonsága és jellemzője kialakul és fejlődik. Más szavakkal, egy bizonyos „termék” a genotípusban található genetikai program végrehajtásából származik.
Külső körülmények hatása az egyéni tulajdonságok kialakulására
Meg kell jegyezni, hogy a genotípus nem egy egyértelmű tényező, amely meghatározza a fenotípust. Az egyéni jellemzők halmazának kialakulása bizonyos fokig a tartózkodási környezettől, azaz külső tényezőktől is függ. Különböző körülmények között a fenotípusok éles különbséget mutatnak. Így például az "arashnia" típusú lepkék évente két utódot adnak. Az áttelelt bábokból (tavasszal) kikerült egyedek élesen különböznek a nyáron megjelentektől. A növény fenotípusa is eltérő lehet. Például a szabadban a fenyők szétterülnek, az erdőben pedig karcsúak és magasak. A vízi boglárka esetében a levél alakja attól függ, hogy hol van – a levegőben vagy a vízben.
A fenotípusok és a genotípusok közötti kapcsolat
A genetikai program által biztosított változási képességet reakciósebességnek nevezzük. Általános szabály, hogy minél változatosabbak a körülmények, amelyek között a faj él, annál szélesebb ez a norma. Abban az esetben, ha a környezet élesen eltér attól, amelyhez a faj alkalmazkodott, az élőlények fejlődése megsérti, és elpusztulnak. A fenotípus tulajdonságai nem mindig tükrözik a recesszív allélokat. De ugyanakkor megőrzik, és átadhatják az utódoknak. Ez az információ lehetővé teszi számunkra, hogy jobban megértsük az evolúciós folyamatot. A természetes szelekcióban csak a fenotípusok vesznek részt, míg a genotípusok továbbadódnak az utódoknak, és tovább maradnak a populációban. A kölcsönhatás nem korlátozódik a recesszív és a domináns allélek közötti kapcsolatra – sok gén lép kölcsönhatásba egymással.
