การเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์: หน้าที่บทบาทและโรค

การเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์อธิบายลักษณะการแสดงออกที่แตกต่างกันของบุคคลที่มีจีโนไทป์เดียวกัน หลักการนี้ได้รับความนิยมจากนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการอย่างดาร์วิน โรคเช่นเคียวเซลล์ โรคโลหิตจาง ขึ้นอยู่กับการแปรผันของฟีโนไทป์และเดิมเกี่ยวข้องกับความได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการ

การเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์คืออะไร?

โดยการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ชีววิทยาหมายถึงลักษณะการแสดงออกที่แตกต่างกันระหว่างบุคคลในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน ฟีโนไทป์หมายถึงลักษณะที่แท้จริงของสิ่งมีชีวิตรวมถึงลักษณะเฉพาะของแต่ละบุคคล แทนที่จะเป็นลักษณะทางสัณฐานวิทยาคำนี้หมายถึงลักษณะทางสรีรวิทยาและพฤติกรรม ฟีโนไทป์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ส่วนใหญ่พิจารณาจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม โดยการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ชีววิทยาหมายถึงลักษณะการแสดงออกที่แตกต่างกันระหว่างบุคคลในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน แม้จะมีการแบ่งปันจีโนไทป์ร่วมกัน แต่บุคคลก็ใช้ฟีโนไทป์ที่แตกต่างกันเนื่องจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม หลักการของการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ย้อนกลับไปจากการสังเกตของชาวฝรั่งเศส Georges Cuvier และÉtienne Geoffroy Saint-Hilaire ในบริเตนใหญ่มีการอธิบายครั้งแรกโดย Erasmus Darwin และ Robert Chambers ในที่สุดชาร์ลส์ดาร์วินก็ทำให้รูปแบบฟีโนไทป์เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวาง แต่ไม่ถือว่าเป็นผู้อธิบายปรากฏการณ์รายแรกตามความรู้ในปัจจุบัน เขาใช้คำว่า divergence ในการเชื่อมโยงกับการแปรผันของฟีโนไทป์โดยอธิบายถึงความจริงที่ว่าลักษณะเฉพาะของฟีโนไทป์เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ตามรุ่นและตัวแทนของแต่ละเผ่าพันธุ์จะก้าวไปไกลและห่างไกลจากลักษณะทางเชื้อชาติ

ฟังก์ชั่นและงาน

กฎของเมนเดลอธิบายความผันแปรของฟีโนไทป์ในรูปแบบง่ายๆ Mendel ศึกษาการถ่ายทอดลักษณะเฉพาะของพืช ตัวอย่างเช่นเขาสังเกตเห็นสีของดอกไม้และพืชที่มีสีแดงและสีขาวซึ่งกันและกัน ฟีโนไทป์ของแต่ละบุคคลจึงได้รับการผสมพันธุ์มีทั้งสีแดงหรือสีขาว จีโนไทป์ของพืชมีข้อมูลสำหรับดอกไม้สีแดงและสีขาวสำหรับลูกหลานทุกคน ดังนั้นการบังคับใช้เฉดสีจึงไม่สามารถมองเห็นได้จากจีโนไทป์เพียงอย่างเดียว การเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ไม่ได้ถูกกำหนดโดยการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม แต่สามารถส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์ในช่วงหลายชั่วอายุคน จากจีโนมฟีโนไทป์ในภายหลังไม่สามารถอ่านออกได้อย่างชัดเจน และไม่สามารถสรุปจีโนไทป์ที่เฉพาะเจาะจงได้อย่างชัดเจนจากฟีโนไทป์ ดังนั้นความสัมพันธ์ของจีโนไทป์และฟีโนไทป์จึงยังค่อนข้างไม่ชัดเจน ตามทฤษฎีวิวัฒนาการสังเคราะห์ของดาร์วินการเปลี่ยนแปลงของฟีโนไทป์เพียงไม่กี่นาทีกลายเป็นการเปลี่ยนแปลงลักษณะที่ชัดเจนในกระบวนการวิวัฒนาการซึ่งสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสายพันธุ์ได้ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการกลายพันธุ์ในฟีโนไทป์สามารถมาพร้อมกับความได้เปรียบในการคัดเลือกทางภูมิศาสตร์ทำให้เกิดตัวแปรย่อยที่ถูก จำกัด ทางภูมิศาสตร์สองชนิดของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันที่ยังคงอยู่เคียงข้างกัน ตัวอย่างนี้คือ น้ำตาลนม การคงอยู่ซึ่งทำให้ชาวยุโรปเหนือสามารถเผาผลาญสัตว์ได้ นม หลายพันปีมาแล้ว ชีววิทยาพัฒนาการวิวัฒนาการแสดงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองไม่ต่อเนื่องที่ซับซ้อนในรุ่นเดียวกันควบคู่ไปกับการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์อย่างต่อเนื่อง ทุกชนิดมีการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ การเปลี่ยนแปลงไม่ใช่ข้อยกเว้น แต่สอดคล้องกับกฎ การเปลี่ยนแปลงในลักษณะเฉพาะภายในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันจะไม่กระจายอย่างสม่ำเสมอในเชิงพื้นที่ ประชากรที่แตกต่างกันมักมีความแปรปรวนตัวอย่างเช่นบุคคลที่มีขนาดร่างกายต่างกัน ความแปรผันของฟีโนไทป์ทั้งหมดระหว่างประชากรของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งเป็นหลักฐานของกระบวนการวิวัฒนาการ ความผันแปรของฟีโนไทป์เป็นรากฐานที่สำคัญของการคัดเลือกโดยธรรมชาติและทำให้เกิดความได้เปรียบในการอยู่รอดของบุคคลในสภาพแวดล้อมที่แตกต่าง ความแตกต่างระหว่างดวงตาของมนุษย์และ ผม สีเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดของการเปลี่ยนแปลงในสายพันธุ์มนุษย์ ในขณะเดียวกันในสายพันธุ์เช่นม้าลายหลักการของการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์จะปรากฏขึ้นเช่นในความแตกต่างของลายทางระหว่างสายพันธุ์ม้าลาย ม้าลายของ Burchell มีประมาณ 25 ลายม้าลายภูเขามีประมาณ 4o และม้าลายของ Grevy มีประมาณ 80

โรคและความเจ็บป่วย

ภายในเผ่าพันธุ์มนุษย์มีตัวอย่างมากมายของการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ บางส่วนเกี่ยวข้องกับโรค เซลล์เคียว โรคโลหิตจางตัวอย่างเช่นเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์โรคนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนรูปสีแดงเป็นรูปเคียว เลือด เซลล์ซึ่งมาพร้อมกับ ความผิดปกติของการไหลเวียนโลหิต. เซลล์เคียว โรคโลหิตจาง ไม่เพียง แต่เป็นโรคเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันก็ยังมีรูปแบบการรักษาอีกด้วย การเปลี่ยนรูปของสีแดง เลือด เซลล์จะมาพร้อมกับความต้านทานต่อ มาลาเรีย. นี้ มาลาเรีย ความต้านทานหมายถึงข้อดีทางชีววิทยาวิวัฒนาการและทนต่อการคัดเลือกโดยธรรมชาติด้วยวิธีนี้ ความผันแปรของฟีโนไทป์ได้พัฒนาไปสู่การกลายพันธุ์ที่ยังคงแพร่หลายอยู่ในสายพันธุ์ของมนุษย์ในปัจจุบัน ในบรรดาตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดเกี่ยวกับข้อดีของการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์คือมนุษย์ น้ำตาลนม ความอดทน แต่เดิมมนุษย์สปีชีส์ไม่สามารถเผาผลาญได้ นม และผลิตภัณฑ์นมนอกวัยเด็ก นี้ น้ำตาลนม การแพ้หายไปเมื่อเวลาผ่านไปผ่านการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์สำหรับคนเกือบทั้งหมดในยุโรปตอนเหนือ ตั้งแต่ความสามารถในการเผาผลาญ นม และผลิตภัณฑ์นมมีความเกี่ยวข้องกับข้อได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการที่สำคัญสำหรับมนุษย์ฟีโนไทป์มีผลย้อนหลังต่อจีโนไทป์ผ่านการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม ตั้งแต่นั้นมาความทนทานต่อแลคโตสถือเป็นบรรทัดฐานสำหรับมนุษย์ในยุโรปตอนเหนือ อย่างไรก็ตามในเวลาเดียวกันฟีโนไทป์กับต้นฉบับ แพ้แลคโตส คงอยู่ในสายพันธุ์ของมนุษย์ นอกเหนือจากความสัมพันธ์เหล่านี้ความผันแปรของฟีโนไทป์ยังมีบทบาทในโรคโดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบของโรคทางพันธุกรรม ยิ่งมีการแพร่ระบาดของโรคชนิดใดชนิดหนึ่งเป็นเวลานานเท่าใดก็จะมีโอกาสเกิดความผันแปรของฟีโนไทป์ของโรคเดียวกันได้มากขึ้น ด้วยวิธีนี้รูปแบบของโรคเดียวกันสามารถก่อให้เกิดอาการที่หลากหลายหลังจากผ่านไปหลายชั่วอายุคน ชนิดย่อยของโรคสามารถใช้เพื่อประมาณระยะเวลาที่โรคนี้แพร่ระบาดในสายพันธุ์ได้ การเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ยังเกิดขึ้นในโรคทางพันธุกรรมซึ่งเกิดจากปัจจัยภายนอกบางอย่างเท่านั้น โรคมะเร็งตัวอย่างเช่นอาจมีอยู่ในจีโนไทป์ แต่ยังไม่ถึงขั้นระบาดในทุกฟีโนไทป์