يعني مصطلح النمط الظاهري حرفيًا "الشكل الموضح" ، ويمكن تعريفه على أنه مجموعة الخصائص المرئية للكائن الحي والتي تنتج عن التعبير عن جيناته وتفاعله مع البيئة المحيطة به.
وفقًا لما ذكره Manher and Kary في عام 1997 ، فإن النمط الظاهري للكائن الحي هو ببساطة مجموعة من جميع أنواع السمات أو السمات التي يمتلكها هو أو أحد أنظمته الفرعية. يشير إلى أي نوع من الخصائص الفيزيائية أو الفسيولوجية أو البيوكيميائية أو البيئية أو حتى السلوكية.
التباين الظاهري في لون العين البشرية (المصدر: LeuschteLampe عبر ويكيميديا كومنز)
يعتبر هذا المؤلف ، إذن ، أن أي نمط ظاهري هو نتيجة للتعبير عن مجموعة فرعية داخل النمط الوراثي للكائن الحي الذي يتطور في بيئة معينة.
يعتبر "أب علم الوراثة" ، جريجور مندل ، منذ أكثر من 150 عامًا ، كان أول من درس ووصف الخصائص الوراثية للكائنات الحية ، فقط دون صياغة المصطلحات الحديثة المستخدمة اليوم.
في العقد الأول من القرن العشرين ، قدم فيلهلم يوهانسن المفاهيم الأساسية للنمط الظاهري والنمط الجيني إلى العلم. منذ ذلك الحين ، كانت هذه موضع نقاش كبير ، حيث يستخدمها مؤلفون مختلفون لأغراض مختلفة وبعض النصوص تقدم بعض التناقضات فيما يتعلق باستخدامها.
الخصائص المظهرية
من وجهة نظر بعض المؤلفين ، فإن النمط الظاهري هو التعبير المادي عن شخصية ما في الفرد ويتم تحديده وراثيا. يتم إنتاج معظم الطرز الظاهرية عن طريق العمل المتضافر لأكثر من جين واحد ، ويمكن أن يشارك نفس الجين في تكوين أكثر من نمط ظاهري محدد.
يمكن التفكير في الخصائص المظهرية على مستويات مختلفة ، حيث يمكن للمرء أن يتحدث عن نوع ، أو مجتمع ، أو فرد ، أو نظام داخل الفرد المذكور ، وخلايا أي من أعضائه وحتى البروتينات والعضيات الخلايا الداخلية لخلية معينة.
على سبيل المثال ، إذا تحدثنا عن نوع من الطيور ، فيمكن تحديد العديد من الخصائص المظهرية: لون الريش ، صوت الأغنية ، علم السلوك (السلوك) ، البيئة ، وما إلى ذلك ، ويمكن تمييز هذه السمات وغيرها في أي مجتمع من هذا محيط.
وبالتالي ، من السهل التأكد من أن فردًا من هذا النوع الافتراضي من الطيور سوف يمتلك أيضًا خصائص نمطية تجعله مختلفًا بشكل مرئي وكميًا عن الأفراد الآخرين في نفس المجموعة ، على المستويين الكلي والمجهري.
ينطبق هذا على جميع الكائنات الحية: أحادية الخلية أو متعددة الخلايا ، والحيوانات أو النباتات ، والفطريات ، والبكتيريا ، والعتائق ، نظرًا لعدم وجود شخصين متطابقين ، على الرغم من أنهما يشتركان في نفس تسلسل الحمض النووي.
الفروق المظهرية
قد يكون لشخصين خصائص نمطية متشابهة لا تنتج عن التعبير عن نفس الجينات. ومع ذلك ، حتى لو جاء شخصان من كائن حي يكون تكاثره اللاجنسي ("الحيوانات المستنسخة") ، فلن يكون هذان الشخصان متطابقين أبدًا.
ترجع هذه الحقيقة إلى حقيقة أن هناك آليات متعددة تنظم الخصائص المظهرية للكائن الحي والتي لا تعتمد على تعديل تسلسل الحمض النووي الجيني ؛ أي أنها تشارك في تنظيم التعبير عن الجينات التي ستملي نمطًا ظاهريًا معينًا.
تُعرف هذه الآليات باسم الآليات اللاجينية ("epi" من البادئة اليونانية "on" أو "in") ؛ وعمومًا فإنهم يتعلقون بالميثيل (إضافة مجموعة الميثيل (CH3) إلى قاعدة السيتوزين للحمض النووي) أو بتعديل الكروماتين (مركب البروتينات هيستونات والحمض النووي التي تشكل الكروموسومات).
يحتوي التركيب الوراثي على جميع التعليمات الجينية اللازمة لبناء جميع أنواع الأنسجة في حيوان أو نبات ، ولكن الوراثة اللاجينية هي التي تحدد التعليمات التي يتم "قراءتها" وتنفيذها في كل حالة ، مما يؤدي إلى ظهور النمط الظاهري الملحوظ لكل فرد.
غالبًا ما يتم التحكم في الآليات اللاجينية من خلال العوامل البيئية التي يتعرض لها الفرد باستمرار خلال دورة حياته. ومع ذلك ، يمكن أن تنتقل هذه الآليات من جيل إلى آخر بغض النظر عما إذا كان التحفيز الأولي قد تم إزالته.
وهكذا ، على الرغم من أن العديد من الاختلافات المظهرية لها علاقة بوجود نمط وراثي أساسي مختلف ، تلعب الوراثة اللاجينية أيضًا دورًا مهمًا في تنظيم التعبير عن الجينات الموجودة فيه.
الاختلافات مع التركيب الجيني
يشير النمط الظاهري إلى أي خاصية يتم التعبير عنها في كائن يعيش في بيئة معينة نتيجة للتعبير عن مجموعة من الجينات داخلها. من ناحية أخرى ، فإن النمط الجيني له علاقة بمجموعة الجينات الموروثة التي يمتلكها الكائن الحي ، سواء تم التعبير عنها أم لا.
النمط الجيني هو خاصية ثابتة ، لأن مجموعة الجينات التي يرثها الكائن الحي هي نفسها في الأساس من الحمل حتى الموت. من ناحية أخرى ، يمكن أن يتغير النمط الظاهري باستمرار طوال حياة الأفراد. وبالتالي ، فإن استقرار النمط الجيني لا يعني ضمناً النمط الظاهري الثابت.
على الرغم من هذه الاختلافات وعلى الرغم من التأثير البيئي الكبير الموجود ، فمن الممكن استنتاج النمط الظاهري من خلال تحليل التركيب الوراثي ، حيث أن هذا ، في المقام الأول ، هو الذي يحدد النمط الظاهري. باختصار ، فإن التركيب الوراثي هو الذي يحدد إمكانية تطور النمط الظاهري.
أمثلة
أحد الأمثلة الجيدة لتأثير البيئة البيئية على تكوين النمط الظاهري هو ذلك الذي يحدث في التوائم المتماثلة (أحادية الزيجوت) التي تشترك في كل حمضها النووي ، مثل الرحم والأسرة والمنزل ؛ ومع ذلك فإنها تظهر خصائص نمطية معاكسة تمامًا في السلوك والشخصية والأمراض ومعدل الذكاء وغيرها.
تعد البكتيريا مثالًا كلاسيكيًا آخر على التباين الظاهري المرتبط بالبيئة ، حيث أن لديها آليات معقدة للاستجابة للظروف البيئية المتغيرة بسرعة وبشكل مستمر. لهذا السبب ، من الممكن العثور على مجموعات سكانية فرعية مستقرة تقدم أنماطًا ظاهرية مختلفة في نفس المجموعة البكتيرية.
يمكن اعتبار النباتات على أنها الكائنات الحية الأكثر استغلالًا لآليات الوراثة اللاجينية للتحكم في النمط الظاهري: يُظهر النبات الذي ينمو في بيئة رطبة وساخنة سمات مختلفة (النمط الظاهري) عن تلك التي سيظهرها نفس النبات في بيئة باردة وجافة ، فمثلا.
مثال على النمط الظاهري هو أيضًا شكل ولون الأزهار في النباتات ، وحجم وشكل الأجنحة في الحشرات ، ولون العيون عند الإنسان ، ولون معطف الكلاب ، وحجم وشكل مكانة البشر ولون الأسماك وما إلى ذلك.
المراجع
- Griffiths، A.، Wessler، S.، Lewontin، R.، Gelbart، W.، Suzuki، D.، & Miller، J. (2005). مقدمة في التحليل الجيني (الطبعة الثامنة). فريمان ، دبليو إتش وشركاه.
- كلوج ، دبليو ، كامينغز ، إم ، وسبنسر ، سي (2006). مفاهيم علم الوراثة (الطبعة الثامنة). نيو جيرسي: تعليم بيرسون.
- ماهنر ، م ، وكاري م. (1997). ما هي بالضبط الجينومات والأنماط الجينية والأنماط الظاهرية؟ وماذا عن الفينومات؟ J. Theor. بيول ، 186 ، 55-63.
- بيرس ، ب. (2012). علم الوراثة: نهج مفاهيمي. فريمان ، دبليو إتش وشركاه.
- رودن ، ت. (2010). علم الوراثة للدمى (الطبعة الثانية). إنديانابوليس: Wiley Publishing ، Inc.
- Smits ، WK ، Kuipers ، OP ، & Veening ، J. (2006). التباين الظاهري في البكتيريا: دور تنظيم التغذية الراجعة. مراجعات الطبيعة علم الأحياء الدقيقة ، 4 ، 259-271.
- Szyf، M.، Weaver، I.، & Meaney، M. (2007). رعاية الأمومة ، والاختلافات الجينية والظاهرية في السلوك. علم السموم الإنجابية ، 24 ، 9-19.
- Wong، AHC، Gottesman، II، & Petronis، A. (2005). الفروق المظهرية في الكائنات الحية المتطابقة وراثيا: المنظور اللاجيني. علم الوراثة الجزيئية البشرية ، 14 (1) ، 11-18.