Organisma izskatu sauc par tā fenotipu. Šajā kontekstā fenotipu veido gan ģenētiski, gan vide. Dabiskas fenotipiskas izmaiņas organismā parasti izraisa vides faktori.
Kas ir fenotipiskas izmaiņas?
Dabiskas fenotipiskas izmaiņas organismā parasti izraisa vides faktori. Fenotipiskas izmaiņas var notikt atsevišķā organismā vai organismu populācijā. Katrs atsevišķs organisms sākotnēji piedzimst ar noteiktu fenotipu, ko nosaka tā ģenētiskais sastāvs. Tomēr, ņemot vērā tikai ģenētisko sastāvu, mēs runājam par genotipu. Dzīves gaitā šo genotipu pastāvīgi maina vides ietekme, kas izraisa fenotipa izskatu. Tas vienmēr ir arī pārmaiņu stāvoklī. Šajā gadījumā mēs runājam par modifikāciju. Tomēr dzīvo organismu populācijā ģenētisko izmaiņu dēļ var notikt arī organismu fenotipiskas izmaiņas. Tie ir epigenetics un evolūcija. Fenotips ietver visas ārējās izpausmes, piemēram, izmēru, mati krāsa āda krāsa vai acu krāsa. Iekšējie (fizioloģiskie) raksturlielumi attiecas uz SES darbību iekšējie orgāni, muskulatūras struktūra un arī noteiktu slimību rašanās. Atšķirībā no genotipa fenotipam pieder arī it īpaši uzvedības iezīmes. Dažas īpašības ir ģenētiski noteiktas un tās nevar mainīt (piemēram, acu krāsa). Citas pazīmes ir daudz mainīgākas un dzīves laikā tās var mainīt. Tie ietver, piemēram, svaru.
Funkcija un uzdevums
Fiziskās attīstības laikā katram atsevišķam organismam notiek vairākas fenotipiskas izmaiņas. Piemēram, jau cilvēka attīstības laikā notiek izmaiņas, kas izpaužas to lielumā vai dzimumgatavībā. Tomēr šīs izmaiņas ir ģenētiski ieprogrammētas. Tās cita starpā izraisa iekšējas hormonālas izmaiņas (piemēram, pubertātes laikā). Tas, kā notiek šīs izmaiņas un kādas fenotipiskas izmaiņas, tomēr ir atkarīgs no ārējām ietekmēm. Piemēram, augšanu ietekmē uztura stāvoklis, kā arī citi faktori. Jo labāks uzturs, jo garāks indivīds var kļūt. Ķermeņa svars arī ir ļoti mainīgs. Turklāt uzvedība galvenokārt ir atkarīga no vecāku un skolas izglītības ietekmes, kā arī no sociālajiem faktoriem. Katra iezīme ir ģenētiski predisponēta, taču tas, vai šī predispozīcija tiek iegūta, ir atkarīgs no vides ietekmes. Tādējādi pastāv predispozīcijas lielākam ķermeņa svaram, augumam, bet arī noteiktām uzvedības iezīmēm. Tomēr daudzas fiziskās īpašības dažādās vidēs attīstās arī atšķirīgi. Piemēram, identiski dvīņi ar vienu un to pašu genotipu dažādās vidēs var attīstīties pilnīgi atšķirīgi. Var būt arī novirzes pēc izskata. Vēlākā dzīve bieži nosaka fizisko piemērotība un pat veselība attīstību. Šī fenoloģiskā mainība bieži ir ļoti noderīga. Tas ļauj elastīgi reaģēt uz dažādām vides ietekmēm. Piemēram, cilvēki var iegūt pieredzi un iekļaut to savā uzvedībā. Pamazām mainot veidu, kā viņš reaģē uz vides stimuliem, viņam tiek veidota iespēja elastīgi reaģēt. Bez šīs elastības cilvēku sabiedrība nevarētu attīstīties šādā formā. To, cik lielā mērā fenotipu var ietekmēt vides stimuli, sauc arī par reakcijas normu. Šī atsevišķo īpašību reakcijas norma savukārt ir ģenētiski noteikta. Piemēram, svara mainība bija būtiska agrāko cilvēku populācijās. Piemēram, bada periodus varētu pārvarēt, vispirms izveidojot ķermeņa rezerves. Tomēr sabiedrībās ar pietiekamu pārtikas daudzumu šī variācijas iespēja ir zaudējusi nepieciešamību. Fenotipisku izmaiņu gadījumā atsevišķa organisma genotips netiek mainīts. Tomēr saskaņā ar pašreizējiem atklājumiem epigenētiskajiem procesiem ir nozīme. Kā daļu no šiem procesiem daži gēni tiek prioritāri aktivizēti, bet citi inaktivēti. Epignētikā nosaka robežas, kurās var notikt organisma fenotipiskas izmaiņas. Jāpiemin arī tas, ka organismu populācijā, mainoties videi, vairākām paaudzēm dod priekšroku arī ģenētiskām izmaiņām (mutācijām), kas ir labāk pielāgotas jaunajām vide. Šajā gadījumā fenotipiskām izmaiņām populācijā ir arī reālas ģenētiskas izmaiņas.
Slimības un traucējumi
Fenotipiskas izmaiņas ne vienmēr ir vēlamas. Tas ir īpaši redzams ķermeņa svara piemērā. Ķermeņa svars ir ļoti mainīgs ķermeņa raksturojums. Ģenētiski pastāv nosliece uz aptaukošanās, bet ar normālu kaloriju uzturs un pietiekamas fiziskās aktivitātes, svars nepalielināsies. Tomēr ir arī cilvēki, kuri nevar iegūt svaru vielmaiņas adaptācijas dēļ enerģijas uzņemšanai. Kā zināms, liekais svars ir risks veselība. Tas, vai runa ir par noteiktu slimību uzliesmojumu, joprojām ir atkarīgs no dzīvesveida un citām ģenētiski noteiktām nosliecēm. Piemēram, ne katrs cilvēks ar aptaukošanos attīstās diabēts mellitus. Turklāt var pastāvēt iedzimti lipometabolisko traucējumu faktori, taču tie stājas spēkā tikai ar noteiktu dzīvesveidu. Sirds un asinsvadu slimības ir atkarīgas arī no dzīvesveida, ķermeņa svara un ģenētiskās noslieces. Turpretī ļoti veselīgs dzīvesveids var novērst ģenētiski predisponētas slimības rašanos. Tādējādi atbilstošie vides apstākļi bieži ietekmē dzīves ilgumu un dzīves kvalitāti, kaut arī konkrēts ģenētiskais zvaigznājs var izrādīties nelabvēlīgs. Pat cilvēki ar acīmredzami ģenētiskās slimības dažreiz var ļoti labi attīstīties ar labu atbalstu un terapija. Ģenētiski noteiktu vielmaiņas traucējumu gadījumā fenilketonūrija, piemēram, īpašs uzturs jāievēro tikai laikā bērnība lai novērstu simptomu rašanos. Arī ar hormoniem saistītās noslieces var vadīt līdz būtiskām fiziskām izmaiņām. Piemēram, sievietēm palielinājās testosterons ražošana virsnieru dziedzeros var izraisīt vīrišķīgāku izskatu. Un otrādi, vīriešiem palielinātas estrogēna ražošanas rezultātā var rasties sekundāras sieviešu seksuālās īpašības. Tomēr tas nav a veselība vai medicīniskas rūpes, bet ir tikai iespējamas variācijas. Vienīgie šīs variācijas trūkumi rodas no sociālās interpretācijas, ka tā ir nenormāla.
