Содержание:
Что такое фенотип
Фенотип (от греч. phaino — «являть», «обнаруживать», typos — «отпечаток», «образ») — это совокупность внешних и внутренних признаков, свойств и характеристик организма. То есть это физическое проявление организма, которое можно наблюдать визуально, не прибегая к лабораторным исследованиям. Цвет глаз, окрас шерсти у животного, ранняя седина, строение тела, форма ушей — это все фенотипические признаки.
Однако большинство молекул и структур, незаметных во внешнем виде организма, тоже являются частью фенотипа (например, группа крови), поэтому существует его расширенное определение. Оно должно включать характеристики, которые могут быть обнаружены техническими, медицинскими или диагностическими процедурами.
Впервые данный термин был предложен в 1909 году датским ученым Вильгельмом Иогансеном, который решил разграничить понятия наследственности и результата ее проявления в процессе жизни. Таким образом, комплекс наследственных характеристик он назвал генотипом, а непосредственно конечный результат (то, что мы по итогу видим) — фенотипом. Кроме того, Иогансен ввел понятие гена — наименьшей единицы наследственности.
От чего зависит фенотип
Фенотип неразрывно связан с генотипом. Любой признак, проявившийся у отдельной особи, является результатом влияния в первую очередь генотипа, а также условий окружающей среды и течения времени.
Рассмотрим на примере: заяц, ласка и песец меняют свой окрас на белый в зимний период — это проявление фенотипа. То есть их генотип остается неизменным (заяц в любое время года — все тот же заяц), но именно под воздействием природных условий образуются два разных фенотипа (коричневый и белый окрас шерсти).
Или взять седину — человек не рождается с ней, но приобретает с течением времени, хотя его гены при этом не претерпевают никаких изменений.
Фенотип и генотип — в чем отличие
Все живые существа на земле имеют ДНК — макромолекулу, в которой содержится вся наследственная информация о конкретном организме. Ген — это участок ДНК, определяющий различные признаки (то есть все, что отличает одну особь от другой).
Таким образом, генотип — это совокупность всех генов одного организма. Уникальный генетический код образуется в результате наследования генов от каждого из родителей. Влияние генов отца и матери друг на друга формирует индивидуальный генотип, который, в свою очередь, определяет фенотип — совокупность всех признаков одного организма.
Другими словами, фенотип — это последствие генотипа, подверженного воздействию внешней среды, его проявление в конкретных условиях, на конкретной стадии развития.
Интересно, однако, что при определенных условиях одинаковые генотипы могут создавать разные фенотипы. Например, однояйцевые близнецы с разным телосложением, что является следствием их разного образа жизни.
Признаки фенотипа
Характеристики, по которым определяется фенотип, бывают двух видов — внешние и внутренние. Так, например, к внешним признакам фенотипа можно отнести:
- окрас;
- структуру волоса или шерсти;
- цвет и разрез глаз;
- форму носа;
- цвет кожи;
- ширину ногтевой пластины и т.д.
Внутренние признаки фенотипа делятся на:
- физиологические — строение и работа клеток организма;
- анатомические — строение и расположение внутренних органов и тканей;
- биохимические — структура белка, воздействие ферментов, состав гормонов.
Примеры фенотипа и его изменчивости
Фенотип характеризуется изменчивостью: это позволяет говорить о том, что генотип лишь частично определяет признаки организма. Например, известно, что по наследству человек склонен к ожирению, но это совсем не значит, что он будет страдать от лишнего веса. Правильное здоровое питание и спорт помогут избежать проблемы с ожирением. Таким образом, под влиянием внешних факторов фенотип конкретного человека изменится.
Интересным также является и тот факт, как именно наследуется генотип. Организм получает от каждого из родителей свой набор генов. Если они одинаковы для конкретного признака, организм называется гомозиготным по этому признаку. Если гены разные — то гетерозиготным. Так, гетерозиготные особи могут выражать несколько фенотипов для одного признака.
Разберем на примере. С гомозиготным признаком все просто: если, скажем, оба родителя кареглазые брюнеты, их ребенок с большой вероятностью родится с темными волосами и карими глазами.
С гетерозиготной особью сложнее. Признаки бывают доминантными (АА) и рецессивными (аа). Согласно схемам наследования, при полном доминировании (Аа, где «а» совершенно не проявляется) доминантный признак полностью закрывает рецессивный. При неполном доминировании (Аа, где «а» подавляется не полностью) образуется смесь фенотипов, а при кодоминировании (АА, то есть оба признака доминантные) гены обоих родителей ярко выражены и наблюдаются независимо друг от друга.
Рассмотрим на примере. Представим себе два цветка — белый и красный. Так, скрестив их, при полном доминировании мы получим красный цветок, при неполном — розовый, при кодоминировании — красно-белый.
Разность проявления доминирующих и рецессивных признаков хорошо видна в больших семьях. Оба родителя передают детям один и тот же набор генов, но старший ребенок, например, пошел в отца — с зелеными глазами и носом с горбинкой, средний унаследовал от матери серый цвет глаз и курносость, а младший взял от обоих — нос отца и глаза матери. То есть в каждом из случаев фенотип определялся схожим генотипом, но влияние генов друг на друга раз за разом давало все новые проявления.
Кроме того, у детей может быть разная группа крови — еще один яркий пример фенотипа. Если, допустим, у матери III группа крови, а у отца — II, их ребенок может стать обладателем любой из четырех. Чудеса генетики!