تنوع فنوتیپی: عملکرد ، نقش و بیماری ها

تنوع فنوتیپی بیانگر ویژگی های مختلف افراد با ژنوتیپ یکسان است. این اصل توسط داروین زیست شناس تکاملی رواج یافت. بیماری هایی مانند سلول داسی شکل کم خونی بر اساس تنوع فنوتیپی هستند و در ابتدا با مزیت تکاملی مرتبط بودند.

تنوع فنوتیپی چیست؟

با تنوع فنوتیپی ، زیست شناسی به بیان ویژگی های مختلف بین افراد از یک گونه اشاره دارد. فنوتیپ به ظاهر واقعی یک ارگانیسم ، از جمله تمام ویژگی های فردی یک فرد اشاره دارد. این اصطلاح به جای ویژگی های ریخت شناسی ، به ویژگی های فیزیولوژیکی و رفتاری اشاره دارد. فنوتیپ منحصراً به ویژگی های ژنتیکی یک ارگانیسم بستگی ندارد ، بلکه عمدتا توسط تأثیرات محیطی تعیین می شود. با تنوع فنوتیپی ، زیست شناسی به بیان ویژگی های مختلف بین افراد از یک گونه اشاره دارد. علیرغم اشتراک ژنوتیپ مشترک ، افراد به دلیل تأثیرات زیست محیطی فنوتیپ های متفاوتی را به خود اختصاص می دهند. اصل تنوع فنوتیپی به مشاهدات فرانسویان ژرژ کوویر و اتین ژفروی سنت هیلر برمی گردد. در بریتانیای کبیر ، اولین بار توسط اراسموس داروین و روبرت چمبرز توصیف شد. چارلز داروین سرانجام تنوع فنوتیپی را به طور گسترده تری شناخته کرد ، اما با توجه به دانش فعلی اولین توصیف کننده این پدیده محسوب نمی شود. وی از واژه واگرایی در ارتباط با تغییرات فنوتیپی استفاده کرد و این واقعیت را توصیف کرد که ویژگی های فردی فنوتیپی با نسل ها به طور پیوسته افزایش می یابد و نمایندگان فردی یک نژاد از ویژگی های نژادی بیشتر و بیشتر دور می شوند.

کارکرد و وظیفه

قوانین مندل تنوع فنوتیپی را به زبان ساده توضیح می دهد. مندل وراثت صفات فردی را در گیاهان مورد مطالعه قرار داد. به عنوان مثال ، او رنگ گلها را مشاهده کرد و گیاهان را با رنگهای قرمز و سفید با یکدیگر تلاقی داد. فنوتیپ های افرادی که به این ترتیب پرورش داده می شوند قرمز یا سفید هستند. ژنوتیپ گیاهان حاوی اطلاعات گلهای قرمز و سفید برای همه فرزندان بود. بنابراین ، اجرای یک رنگ را نمی توان تنها از طریق ژنوتیپ پیش بینی کرد. تنوع فنوتیپی با جهش ژنتیکی تعیین نمی شود ، اما می تواند در طول نسل منجر به جهش شود. از ژنوم نمی توان فنوتیپ بعدی را بدون ابهام خواند. همچنین نمی توان یک ژنوتیپ خاص را به طور ابهام از فنوتیپ استنباط کرد. بنابراین رابطه ژنوتیپ و فنوتیپ نسبتاً نامشخص است. طبق نظریه سنتزی تکامل داروین ، تغییرات جزئی در فنوتیپ به تغییرات مشخصه ای در سیر تکامل تبدیل می شود که می تواند به تغییر گونه ها پیشرفت کند. تغییرات ناشی از جهش در یک فنوتیپ می تواند با یک مزیت انتخاب جغرافیایی همراه باشد ، و در نتیجه دو زیرگروه از نظر جغرافیایی محدود از همان گونه ها که در کنار هم باقی می مانند. نمونه ای از این است قند شیر مداومت ، که به اروپای شمالی اجازه داد تا حیوانات را متابولیزه کنند شیر هزاران سال پیش. زیست شناسی تکاملی تکاملی تنوع پیچیده ناپیوسته خود به خودی در همان نسل را در کنار تنوع مداوم در فنوتیپ فهرست می کند. همه گونه ها تنوع فنوتیپی را نشان می دهند. تنوع استثنا نیست ، اما مطابق با قاعده است. تنوع در صفات خاص در یک گونه یکسان از نظر فضایی به طور یکنواخت توزیع نشده است. جمعیت های مختلف اغلب تغییرپذیری از خود نشان می دهند ، به عنوان مثال ، افراد با اندازه های مختلف بدن. همه تنوع فنوتیپی در میان جمعیت یک گونه شواهدی از فرایندهای تکاملی را ارائه می دهد. تنوع فنوتیپی یک سنگ بنای انتخاب طبیعی است و بنابراین مزایای بقا را برای افراد در محیط های مختلف فراهم می کند. تفاوت بین چشم انسان و مو رنگها یکی از شناخته شده ترین نمونه های تنوع در گونه های انسانی هستند. در همین حال ، در گونه هایی مانند گورخر ، اصل تنوع فنوتیپی ، به عنوان مثال ، در تفاوت های نواری بین گونه های گورخر ظاهر می شود. گورخرهای Burchell حدود 25 نوار ، گورخرهای کوهستانی حدود 4o ، و گورخرهای Grevy حتی حدود 80 دارند.

بیماری ها و بیماری ها

در گونه های انسانی ، نمونه های بی شماری از تنوع فنوتیپی وجود دارد. برخی از این موارد با بیماری مرتبط است. سلول داسیشکل کم خونیبه عنوان مثال ، نتیجه تنوع فنوتیپی است. این بیماری باعث تغییر شکل قرمز رنگ داسی شکل می شود خون سلول ها ، که همراه است اختلالات گردش خون. سلول داسیشکل کم خونی نه تنها یک بیماری است ، بلکه در عین حال یک نوع درمان است. تغییر شکل رنگ قرمز خون سلولها با مقاومت در برابر مالاریا. این مالاریا مقاومت به معنای مزایای بیولوژیکی تکاملی است و از این طریق در برابر انتخاب طبیعی مقاومت می کند. تنوع فنوتیپی به یک جهش تبدیل شد که امروزه هنوز در گونه های انسانی شایع است. از جمله مشهورترین نمونه های مزایای تنوع فنوتیپی ، انسان است قند شیر تحمل در اصل ، گونه های انسانی قادر به متابولیسم نبودند شیر و محصولات لبنی خارج از دوران کودکی. این قند شیر عدم تحمل در طول زمان از طریق تغییرات فنوتیپی تقریباً برای همه افراد در شمال اروپا از بین رفت. از آنجا که توانایی متابولیسم شیر و محصولات لبنی با مزایای تکاملی قابل توجهی برای انسان همراه بود ، این فنوتیپ از طریق جهش ژنتیکی بر روی ژنوتیپ اثر پسگرداننده داشت. از آن زمان ، تحمل لاکتوز به عنوان یک هنجار برای انسانهای شمال اروپا در نظر گرفته شد. با این وجود ، همزمان فنوتیپ ها با نسخه اصلی عدم تحمل لاکتوز در نوع انسان باقی می ماند فراتر از این همبستگی ها ، تنوع فنوتیپی نیز در بیماری ها ، به ویژه در الگوهای بیماری ارثی ، نقش دارد. هرچه مدت طولانی بیماری خاصی در یک گونه شایع باشد ، احتمال وقوع تغییرات فنوتیپی در همان بیماری بیشتر است. به این ترتیب ، الگوی بیماری مشابه می تواند علائم مختلفی را پس از چندین نسل ایجاد کند. بنابراین می توان از زیرگونه های یک بیماری برای تخمین مدت زمان شیوع بیماری در یک گونه استفاده کرد. تنوع فنوتیپی نیز در بیماریهای ارثی رخ می دهد ، که فقط در نتیجه برخی عوامل برون زا ایجاد می شود. سرطانبه عنوان مثال ، ممکن است ذاتی در ژنوتیپ باشد اما هنوز در هر فنوتیپی به شیوع نمی رسد.