Genotyp und Phänotyp sind solche Begriffe, mit denen Jugendliche in den letzten Klassenstufen einer Gesamtschule vertraut werden. Aber nicht jeder versteht, was diese Wörter bedeuten. Wir können vermuten, dass dies eine Art Klassifizierung der Eigenschaften von Menschen ist. Was ist der Unterschied zwischen diesen Konsonantennamen?

Menschlicher Genotyp

Der Genotyp bezieht sich auf alle erblichen Merkmale einer Person, dh auf die Gesamtheit der auf den Chromosomen befindlichen Gene. Der Genotyp wird in Abhängigkeit von den Fähigkeiten und Anpassungsmechanismen des Individuums gebildet. Schließlich ist jeder lebende Organismus unter bestimmten Bedingungen. Tiere, Vögel, Fische, Protozoen und andere Arten lebender Organismen passen sich den Bedingungen an, unter denen sie leben. So kann eine Person, die im südlichen Teil der Erde lebt, leicht hohe Lufttemperaturen oder zu niedrige durch die Hautfarbe tolerieren. Solche Anpassungsmechanismen wirken nicht nur in Bezug auf den geografischen Standort des Subjekts, sondern auch auf andere Bedingungen, in einem Wort, das als Genotyp bezeichnet wird.

Was ist ein Phänotyp?

Um zu wissen, was ein Genotyp und ein Phänotyp sind, müssen Sie die Definition dieser Konzepte kennen. Wir haben das erste Konzept bereits ausgearbeitet, aber was bedeutet das zweite? Der Phänotyp umfasst alle Eigenschaften und Zeichen des Körpers, die er im Verlauf der Entwicklung erworben hat. Ein Mensch, der geboren wird, hat bereits seine eigenen Gene, die seine Anpassungsfähigkeit an äußere Bedingungen bestimmen. Aber im Laufe des Lebens können Gene unter dem Einfluss innerer und äußerer Faktoren mutieren, mutieren, so dass eine qualitativ neue Struktur menschlicher Merkmale entsteht - ein Phänotyp.

Geschichte dieser Konzepte

Was ist der Genotyp und Phänotyp kann durch Kenntnis der Geschichte dieser wissenschaftlichen Begriffe verstanden werden. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde die Wissenschaft der Struktur eines lebenden Organismus und der Biologie aktiv untersucht. Wir erinnern uns an Charles Darwins Theorie der menschlichen Evolution und Herkunft. Er war der erste, der die vorübergehende Hypothese über die Trennung von Zellen im Körper (Gemmules) aufgestellt hat, aus denen später ein anderes Individuum hervorgehen könnte, da es sich um Keimzellen handelt. Darwin entwickelte daher die Theorie der Pangenese.

Nach 41 Jahren führte der Botaniker Wilhelm Johansen 1909 auf der Grundlage des in diesen Jahren bereits bekannten Konzepts der „Genetik“ (Einführung 1906) ein neues Konzept in die Terminologie der Wissenschaft ein - das „Gen“. Der Wissenschaftler ersetzte ihn durch viele Wörter, die von seinen Kollegen verwendet wurden, aber nicht die Essenz der angeborenen Eigenschaften eines lebenden Organismus widerspiegelten. Dies sind Wörter wie "Determinante", "Embryo", "Erbfaktor". Im gleichen Zeitraum führte Johansen das Konzept des "Phänotyps" ein, wobei der erbliche Faktor im vorherigen wissenschaftlichen Begriff hervorgehoben wurde.

Menschlicher Genotyp und Phänotyp - was ist der Unterschied?

Johansen hob zwei Konzepte über die Eigenschaften und Merkmale eines lebenden Organismus hervor und definierte den Unterschied zwischen ihnen klar.

• Gene werden von einem Individuum an die Nachkommen weitergegeben. Der Phänotyp hingegen tritt im Laufe der Lebensentwicklung auf.
• Der Genotyp und der Phänotyp unterscheiden sich auch durch die Tatsache, dass Gene in einem Lebewesen aufgrund der Kombination von zwei Sätzen von Erbinformationen auftreten. Der Phänotyp erscheint auf der Basis des Genotyps, wobei verschiedene Änderungen und Mutationen vorgenommen werden. Diese Veränderungen treten unter dem Einfluss äußerer Lebensbedingungen eines lebenden Organismus auf.
• Der Genotyp wird durch eine komplexe DNA-Analyse bestimmt, der Phänotyp eines Individuums kann in der Analyse der Hauptkriterien für das Auftreten gesehen werden.

Es ist zu beachten, dass lebende Organismen ein unterschiedliches Maß an Anpassungsfähigkeit und Empfindlichkeit gegenüber den sie umgebenden Bedingungen aufweisen. Es kommt darauf an, wie sehr sich der Phänotyp im Laufe des Lebens verändert.

Der Unterschied zwischen Menschen in Genotyp und Phänotyp

Obwohl wir zur selben biologischen Spezies gehören, unterscheiden wir uns stark voneinander. Es gibt keine zwei identischen Personen, der Genotyp und der Phänotyp sind individuell. Dies zeigt sich, wenn Sie völlig unterschiedliche Menschen in für sie ebenso ungewöhnliche Verhältnisse bringen, beispielsweise den Eskimo in die Dörfer Südafrikas schicken und die Simbabwer bitten, in der Tundra zu leben. Wir werden sehen, dass dieses Experiment keinen Erfolg haben wird, da diese beiden Menschen daran gewöhnt sind, in ihren jeweiligen geografischen Breiten zu leben. Der erste Unterschied zwischen Menschen in Bezug auf ihre genotypischen und phänotypischen Merkmale besteht in der Anpassung an klimatische und geografische Faktoren.

Der folgende Unterschied wird durch den historischen und den evolutionären Faktor bestimmt. Es liegt in der Tatsache, dass sich aufgrund von Bevölkerungsmigrationen, Kriegen, der Kultur bestimmter Nationalitäten und ihrer Vermischung ethnische Gruppen gebildet haben, die ihre eigene Religion, nationale Merkmale und Kultur haben. Daher können Sie die offensichtlichen Unterschiede zwischen dem Stil und der Lebensweise erkennen, zum Beispiel zwischen dem slawischen und dem mongolischen.

Unterschiede zwischen Menschen können auch sozialer Natur sein. Es berücksichtigt das Niveau der Kultur der Menschen, Bildung, soziale Ansprüche. Kein Wunder, dass es so etwas wie „blaues Blut“ gab, was darauf hindeutet, dass der Genotyp und der Phänotyp eines Adligen und eines einfachen Menschen sich signifikant unterschieden.

Das letzte Kriterium für Unterschiede zwischen Menschen ist der Wirtschaftsfaktor. Abhängig von der Versorgung einer Person, der Familie und der Gesellschaft ergeben sich Bedürfnisse und folglich Unterschiede zwischen Individuen.

Genotyp   - eine Reihe von Genen eines bestimmten Organismus, die im Gegensatz zu den Konzepten des Genoms und des Genpools ein Individuum und keine Art charakterisieren (ein weiterer Unterschied zwischen einem Genotyp und einem Genom ist die Einbeziehung nichtkodierender Sequenzen außerhalb des Begriffs "Genotyp" in den Begriff "Genom"). Bestimmt zusammen mit Umweltfaktoren den Phänotyp des Körpers.

Typischerweise wird der Genotyp im Kontext eines bestimmten Gens gesprochen, bei polyploiden Individuen bezieht er sich auf eine Kombination von Allelen eines bestimmten Gens (siehe homozygot, heterozygot). Die meisten Gene erscheinen im Phänotyp des Körpers, aber der Phänotyp und der Genotyp unterscheiden sich auf folgende Weise:

1. Je nach Informationsquelle (der Genotyp wird bei der Untersuchung der DNA eines Individuums bestimmt, der Phänotyp wird bei der Beobachtung des Aussehens des Organismus aufgezeichnet).

2. Der Genotyp entspricht nicht immer dem gleichen Phänotyp. Einige Gene treten im Phänotyp nur unter bestimmten Bedingungen auf. Andererseits sind einige Phänotypen, beispielsweise das Färben von Tierhaaren, das Ergebnis des Zusammenwirkens mehrerer Gene gemäß der Art der Komplementarität.

Fenotip (vom griechischen Wort phainotip   - Ich enthülle, ich entdecke) - eine Reihe von Eigenschaften, die einem Individuum in einem bestimmten Entwicklungsstadium innewohnen. Der Phänotyp wird auf der Grundlage des Genotyps gebildet, der durch eine Reihe externer Umweltfaktoren vermittelt wird. In diploiden Organismen treten dominante Gene im Phänotyp auf.

Phänotyp - eine Reihe von äußeren und inneren Zeichen eines Organismus, die als Ergebnis der Ontogenese (individuelle Entwicklung) erworben wurden.

Trotz der scheinbar strengen Definition weist der Begriff des Phänotyps einige Unsicherheiten auf. Erstens sind die meisten Moleküle und Strukturen, die vom genetischen Material kodiert werden, im Erscheinungsbild des Körpers nicht sichtbar, obwohl sie Teil des Phänotyps sind. Dies ist beispielsweise bei menschlichen Blutgruppen der Fall. Daher sollte eine erweiterte Definition des Phänotyps Merkmale enthalten, die durch technische, medizinische oder diagnostische Verfahren nachgewiesen werden können. Weiter kann eine radikalere Expansion erworbenes Verhalten oder sogar den Einfluss des Organismus auf die Umwelt und andere Organismen umfassen. Zum Beispiel können laut Richard Dawkins ein Biberdamm sowie seine Schneidezähne als Phänotyp von Bibergenen angesehen werden.

Der Phänotyp kann definiert werden als die "Entfernung" von genetischer Information zu Umweltfaktoren. In erster Näherung können wir über zwei Merkmale des Phänotyps sprechen: a) Die Anzahl der Ausflussrichtungen kennzeichnet die Anzahl der Umweltfaktoren, für die der Phänotyp empfindlich ist - die Phänotypdimension; b) Die "Entfernung" des Abflusses kennzeichnet den Grad der Empfindlichkeit des Phänotyps gegenüber einem bestimmten Umweltfaktor. Zusammen bestimmen diese Eigenschaften den Reichtum und die Entwicklung des Phänotyps. Je mehrdimensionaler der Phänotyp und je empfindlicher er ist, desto weiter vom Genotyp entfernt ist der Phänotyp, desto reicher ist er. Wenn wir die Viren, Bakterien, Spulwürmer, Frösche und Menschen vergleichen, wächst der Reichtum des Phänotyps in dieser Serie.

Genom   - die Gesamtheit des Erbguts, das im haploiden Chromosomensatz von Zellen dieser Art von Organismus enthalten ist.

Der Begriff "Genom" wurde 1920 von Hans Winkler vorgeschlagen, um die Gesamtheit der in einem haploiden Chromosomensatz von Organismen einer biologischen Art enthaltenen Gene zu beschreiben. Die ursprüngliche Bedeutung dieses Begriffs deutete darauf hin, dass das Konzept des Genoms im Gegensatz zum Genotyp ein genetisches Merkmal der gesamten Art und kein individuelles Merkmal ist. Mit der Entwicklung der Molekulargenetik hat sich die Bedeutung dieses Begriffs geändert. Es ist bekannt, dass die DNA, die in den meisten Organismen den Träger der genetischen Information darstellt und daher die Grundlage des Genoms bildet, nicht nur Gene im modernen Sinne des Wortes umfasst. Der größte Teil der DNA von eukaryotischen Zellen besteht aus nicht kodierenden ("redundanten") Nukleotidsequenzen, die keine Informationen über Proteine \u200b\u200bund RNA enthalten.

Die genetische Information in den Zellen ist nicht nur in den Chromosomen des Zellkerns enthalten, sondern auch in extrachromosomalen DNA-Molekülen. In Bakterien gehören Plasmide und einige milde Viren zu solchen DNAs, in eukaryotischen Zellen sind sie DNAs von Mitochondrien, Chloroplasten und anderen Zellorganoiden (siehe Plasmon). Die Mengen an genetischer Information, die in den Zellen der Keimbahn (Vorläufer von Keimzellen und Gameten selbst) und in den Körperzellen enthalten sind, unterscheiden sich in einigen Fällen erheblich. Bei der Ontogenese können somatische Zellen einen Teil der genetischen Information von Keimbahnzellen verlieren, Gruppen von Sequenzen amplifizieren und die ursprünglichen Gene (oder) signifikant neu anordnen.

Unter dem Genom eines Organismus wird daher die Gesamt-DNA eines haploiden Chromosomensatzes und jedes der in einer separaten Zelle der Keimbahn eines mehrzelligen Organismus enthaltenen extrachromosomalen genetischen Elemente verstanden. Bei der Bestimmung des Genoms einer einzelnen biologischen Art müssen zum einen die mit dem Geschlecht des Körpers verbundenen genetischen Unterschiede berücksichtigt werden, da sich die männlichen und weiblichen Geschlechtschromosomen unterscheiden. Zweitens können wir aufgrund der großen Anzahl von Allelvarianten von Genen und verwandten Sequenzen, die im Genpool großer Populationen vorhanden sind, nur über ein bestimmtes gemitteltes Genom sprechen, das an sich erhebliche Unterschiede zu den Genomen einzelner Individuen aufweisen kann. Die Größen der Genome von Organismen verschiedener Arten unterscheiden sich erheblich voneinander, und häufig besteht keine Korrelation zwischen dem Grad der evolutionären Komplexität einer biologischen Art und der Größe ihres Genoms.

Genpool - Ein populationsgenetisches Konzept, das die Gesamtheit aller Genvariationen (Allele) einer bestimmten Population beschreibt. Die Bevölkerung hat alle Allele für eine optimale Anpassung an die Umwelt. Wir können auch von einem einzigen Genpool der Art sprechen, da ein Austausch von Genen zwischen verschiedenen Populationen der Art stattfindet.

Wenn in der gesamten Population nur ein Allel eines bestimmten Gens vorhanden ist, wird die Population in Bezug auf Varianten dieses Gens als monomorph bezeichnet. Wenn es in einer Population mehrere verschiedene Genvarianten gibt, wird dies als polymorph angesehen.

Wenn die betreffende Art mehr als einen Chromosomensatz aufweist, kann die Gesamtzahl der verschiedenen Allele die Anzahl der Organismen überschreiten. In den meisten Fällen ist die Anzahl der Allele jedoch noch geringer. Bei starker Inzucht entstehen häufig monomorphe Populationen mit nur einem Allel von vielen Genen.

Ein Indikator für das Volumen des Genpools ist die effektive Populationsgröße in Kurzform. Eine Population von Menschen mit einem diploiden Chromosomensatz kann maximal zwei Mal mehr Allele eines Gens aufweisen als Individuen, d. H.<= 2 * (величины популяции). Исключены при этом половые хромосомы. Аллели всей популяци в идеальном случае распределены по закону Харди-Вайнберга.

Ein größerer Genpool mit vielen verschiedenen Varianten einzelner Gene führt zu einer besseren Anpassung der Nachkommen an ein sich veränderndes Umfeld. Mit einer Vielzahl von Allelen können Sie sich viel schneller an Änderungen anpassen, wenn die entsprechenden Allele bereits verfügbar sind, als wenn sie aufgrund einer Mutation auftreten sollten. In einer sich nicht ändernden Umgebung können jedoch weniger Allele vorteilhafter sein, so dass während der sexuellen Reproduktion nicht zu viele unerwünschte Kombinationen auftreten.

Die Begriffe „Genotyp“ und „Phänotyp“ sind eng mit den Begriffen „Vererbung“ und „Umwelt“ verbunden, jedoch nicht mit diesen identisch. V. Johannsen führte diese Konzepte 1909 ein. Der Begriff "Genotyp" bezeichnet die Summe aller Gene eines Organismus, die erbliche Konstitution eines Organismus, die Gesamtheit aller erblichen Neigungen einer bestimmten Zelle oder eines bestimmten Organismus, d.h. Eine Reihe von Genen, die aus Desoxyribonukleinsäuremolekülen (DNA) bestehen und in einer Chromosomenserie organisiert sind. Der Genotyp des Körpers ist das Ergebnis der Fusion zweier Gameten (der Eizelle und des Spermas, die ihn befruchten). Der Begriff "Phänotyp" bezieht sich auf jede Manifestation eines lebenden Organismus - seine morphologischen, physiologischen, psychologischen und Verhaltensmerkmale. Phänotypen werden nicht vererbt, sondern im Laufe des Lebens gebildet; Sie sind das Ergebnis einer äußerst komplexen Wechselwirkung von Genotyp und Umwelt.

Beachten Sie, dass es einzelne Zeichen gibt, deren Phänotyp vollständig durch ihre genetischen Mechanismen bestimmt wird. Beispiele für solche Anzeichen sind Polydaktylie (Vorhandensein eines zusätzlichen Fingers) oder die Blutgruppe einer Person. Darüber hinaus gibt es sehr wenige ähnliche Charaktere, und mit sehr wenigen Ausnahmen wird der Phänotyp eines Charakters durch den kombinierten Einfluss des Genotyps und der Umgebung bestimmt, in der der Genotyp existiert.

Für jeden Genotyp gibt es eine Reihe von Medien, in denen er sich maximal manifestieren kann. Ein für alle Genotypen gleich günstiges Umfeld ist nicht zu finden. Es geht nicht um eine "Bereicherung" der Umwelt, sondern um ihre qualitative Vielfalt. Es sollte viele Umgebungen geben, damit jeder Genotyp die Möglichkeit hatte, seine eigene Umgebung zu finden und sich selbst zu verwirklichen. Es ist wichtig anzumerken, dass eine einheitliche Umgebung, egal wie bereichert sie ist, die Entwicklung nur bestimmter, aber nicht aller Genotypen begünstigt.

Reaktionsgeschwindigkeitskonzept und -entwicklung

Ein populationsbasierter Ansatz zur Bewertung der Heritabilität von Verhaltensmerkmalen erlaubt es uns nicht, die Interaktionsprozesse zwischen Genotyp und Umwelt in der individuellen Entwicklung zu beschreiben. Wenn aufgrund von psychogenetischen Studien, die beispielsweise an Zwillingen oder adoptierten Kindern durchgeführt wurden, ein Attribut als vererbt bezeichnet wird, bedeutet dies nicht, dass es im allgemein anerkannten Sinne des Wortes erblich bestimmt ist.

Psychogenetische Studien werden hauptsächlich auf Bevölkerungsebene durchgeführt. Wenn die Populationsgenetik auf der Grundlage des Korrelationsverhaltens von Verwandten den Schluss zieht, dass das Merkmal vererbt wird, bedeutet dies nicht, dass die individuelle Entwicklung dieses Verhaltens ausschließlich auf genetischen Gründen beruht.

Eine hohe Heritabilität weist nur darauf hin, dass die Vielfalt der Individuen in einer Population weitgehend mit genotypischen Unterschieden zwischen ihnen zusammenhängt. Dies bedeutet, dass der Prozentsatz von Personen mit diesem Merkmal in der Nachkommenpopulation basierend auf dem Wissen der Elternpopulation vorhergesagt werden kann. Der Wert des Heritabilitätsindex sagt jedoch nichts über die Reihenfolge der Ereignisse in der individuellen Entwicklung des Merkmals aus und welcher endgültige Phänotyp das Ergebnis der Entwicklung eines bestimmten Individuums sein wird. In diesem Sinne ist ein Merkmal mit einer hohen Bewertung der Vererbbarkeit kein bestimmter Genotyp, obwohl solche Interpretationen häufig auch in Fachpublikationen zu finden sind. Dies sind völlig unterschiedliche Dinge - um die Variationsquellen einer Population in genetische und umweltbedingte zu unterteilen oder um die genetischen und umweltbedingten Ursachen zu ermitteln, die der ontogenetischen Bildung spezifischer Phänotypen zugrunde liegen.

Selbst bei einer Vererbung von 100%, wie es in der Genetik des Verhaltens verstanden wird, besteht die Möglichkeit, dass die Umwelt die Bildung eines Merkmals in der individuellen Entwicklung beeinflusst. Dieser Ansatz steht im Einklang mit den genetischen Konzepten der Reaktionsgeschwindigkeit. Denken Sie daran, dass nicht das Merkmal vererbt wird, sondern die Reaktionsgeschwindigkeit.

Die Reaktionsgeschwindigkeit in diesem Abschnitt sollte separat diskutiert werden. In vielen Genetiklehrbüchern, Schulbiologiekursen und anderen Büchern wird die Reaktionsnorm oft als die Grenze verstanden, die der Genotyp der Bildung des Phänotyps auferlegt. Ein solches Verständnis der Reaktionsgeschwindigkeit ist unserer Meinung nach weniger produktiv als das, an das wir uns bei der Präsentation des Materials halten. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist die spezifische Natur der Reaktion des Genotyps auf Umweltveränderungen. Die Einführung des Begriffs der Grenze in die Definition der Reaktionsnorm ist durchaus verständlich, da Genotypen unter den üblichen Standardentwicklungsbedingungen die Möglichkeiten der Phänotypentwicklung wirklich einschränken. Zum Beispiel werden Menschen mit guten genetischen Neigungen zur Entwicklung von Intelligenz, wenn alle anderen Dinge gleich sind, Menschen mit schlechten Neigungen immer voraus sein. Es wird angenommen, dass die Umwelt das Endergebnis der Entwicklung verändern kann, jedoch in einem genetisch festgelegten Bereich. In Wirklichkeit ist dies jedoch eine falsche Voraussetzung, da wir niemals sicher sein können, dass ein Merkmal die maximal mögliche Entwicklung für einen bestimmten Genotyp erreicht hat.

Die Art der phänotypischen Manifestationen des Genotyps kann nicht für alle möglichen Umgebungen getestet werden, da sie unbestimmt sind. In Bezug auf den Menschen sind wir nicht nur nicht in der Lage, die Parameter der Umgebung, in der die Entwicklung stattfindet, willkürlich zu steuern, sondern bei der Analyse der Umwelteinflüsse auf das Merkmal sind wir häufig auch bei der Auswahl der Parameter, die ermittelt werden müssen, ratlos, insbesondere wenn es sich um Verhaltensmerkmale handelt.

Die moderne Entwicklungspsychobiologie liefert immer mehr Daten über die wesentlichen Fähigkeiten der Umwelt, insbesondere die frühen Erfahrungen, einschließlich der embryonalen, um die Genaktivität und die strukturelle und funktionelle Bildung des Nervensystems zu beeinflussen. Wenn also in der traditionellen Umgebung die Illusion entsteht, dass die Bildung des Phänotyps an Grenzen stößt, können wir nicht sicher sein, dass die Entwicklung, bei der der Genotyp ungewöhnlichen, nicht-traditionellen Einflüssen ausgesetzt sein wird, nicht zum Auftreten derartiger Verhaltensmerkmale führt, die häufig auftreten Bedingungen unter diesem Genotyp wären unmöglich. Es ist daher zutreffender anzunehmen, dass die Grenzen des Phänotyps nicht bekannt sind.

Viele folgen Veröffentlichungen mit Interesse an nicht-traditionellen Methoden der Kindererziehung, und einige Eltern testen sie an ihren Kindern. Jemand versucht, einen Musiker zu erziehen, beginnend mit der Schwangerschaft, wenn eine Mutter, die ein Kind trägt, ihrem Fötus mit einfachen Mitteln Musik gibt oder einem ungeborenen Kind Schlaflieder singt. Jemand bringt im Wasser zur Welt und schwimmt dann mit einem Neugeborenen in einem Bad oder Pool. Jemand mag dynamisches Turnen und Härten. Zunehmend wird das Baby in den ersten Lebensminuten nicht wie bisher in Entbindungsheimen von der Mutter exkommuniziert, und noch bevor es die Nabelschnur durchschneidet, werden sie auf den Bauch gelegt, wodurch ein so natürlicher Kontakt zwischen Mutter und Neugeborenem entsteht.

All diese „Experimente“ sind nichts anderes als die Auswirkungen einer unkonventionellen (für eine bestimmte Entwicklungsperiode der Gesellschaft) frühen Erfahrung auf den Fötus und das Neugeborene, und diese Auswirkungen sind nicht bedeutungslos, da das sich intensiv bildende Nervensystem, von dem letztendlich abhängen wird Unser Verhalten und alle höheren mentalen Funktionen sind gerade in der frühen Phase der Ontogenese sehr verformbar gegenüber Einflüssen. Was ist heute über den Einfluss der frühen Erfahrung, dh der Umwelt, auf die Entwicklung des Nervensystems bekannt und kann diese Umgebung die Funktion des genetischen Apparats direkt beeinflussen? Mit anderen Worten, es geht darum, welches Wissen wir über den Prozess der Interaktion zwischen Genotyp und Umwelt in der individuellen Entwicklung haben.

Wie kann die Umwelt während der Entwicklung mit dem Genotyp interagieren?

Es ist klar, dass das Ergebnis der Entwicklung - der Phänotyp von der kombinierten Wirkung von Genen und Umwelt abhängt. Gene und Eigenschaften sind durch ein komplexes Netzwerk von Entwicklungswegen verbunden. Alle individuellen Unterschiede, mit denen sich Differentialpsychologen und Psychogenetiker befassen, sind das Ergebnis der Umstände der Entwicklung bestimmter Individuen in bestimmten Umgebungen. Oft haben Menschen, die in deutlich unterschiedlichen Umgebungen aufgewachsen sind, vieles gemeinsam. Umgekehrt scheint es, dass Geschwister, die in der gleichen Familie aufwachsen, unter ähnlichen Umständen aufgrund subtiler Unterschiede in den Bedingungen für Bildung und Entwicklung sehr unterschiedliche Auswirkungen sowohl auf das physische als auch auf das soziale Umfeld haben werden.

Daher ist der Prozess der Interaktion mit der Umgebung komplex und mehrdeutig. Wir stellen auch fest, dass Psychologen und andere Forscher den Begriff „Interaktion“ häufig im statistischen Sinne verwenden, wenn sie das Zusammenspiel einzelner Faktoren bei der Erzeugung eines messbaren Effekts untersuchen. Wir betonen, dass das statistische Zusammenspiel von Faktoren und das Zusammenspiel von Genen und Umwelt in der individuellen Entwicklung völlig verschiedene Dinge sind. Sie sollten nicht verwechselt werden.

Für uns ist der Wortlaut recht vertraut, der besagt, dass die Manifestation des Phänotyps das Ergebnis der Interaktion des Genotyps mit der Umwelt während der Entwicklung ist. Wenn Sie jedoch über diese Aussage nachdenken, wird sie nicht so offensichtlich erscheinen. Denn Interaktion setzt voraus, dass ihre Teilnehmer in Kontakt kommen, berühren. Tatsächlich ist unser Genotyp, das heißt der genetische Apparat, tief in der Zelle verborgen und nicht nur durch die Integumente des Körpers, sondern auch durch die Zell- und Kernmembranen von der äußeren Umgebung getrennt. Wie kann die äußere Umgebung mit genetischen Strukturen interagieren?

Es ist klar, dass Gene und die Außenwelt sich nicht direkt berühren. Der Organismus als Ganzes interagiert mit der äußeren Umgebung; Gene interagieren mit verschiedenen biochemischen Substanzen in der Zelle. Aber verschiedene zelluläre Substanzen können von der Außenwelt beeinflusst werden. Überlegen Sie, was in der heutigen Wissenschaft über diese Prozesse bekannt ist. Dazu müssen Sie sich erneut der Molekulargenetik zuwenden und die Funktionsweise von Genen genauer betrachten, da wir in der vorherigen Präsentation lediglich angegeben haben, dass die Hauptfunktion des Gens darin besteht, die für die Synthese eines bestimmten Proteins erforderlichen Informationen zu codieren.

Unfälle der Entwicklung

Die Variabilität von Entwicklungsphänomenen hängt von vielen Gründen ab. Vererbung neigt dazu, die Variabilität der Entwicklung zu verringern, während Bedingungen, die nicht mit Vererbung zusammenhängen, dazu neigen, sie zu erhöhen. Einige Entwicklungsforscher identifizieren vier Arten von Zufallsfaktoren, die sich auf die Entwicklungsvariabilität auswirken:

• zufälligkeit bei der Auswahl der Elternpaare, deren Gene den Genotyp eines Individuums ausmachen;
• zufälligkeit epigenetischer (d. h. genotypexterner) Prozesse im Rahmen der individuellen Ontogenese;
• zufällige mütterliche Umgebung, in der sich das Individuum entwickelt;
• zufälligkeit der immateriellen Umgebung, in der sich der Einzelne entwickelt.

Obwohl dies zufällige Ereignisse sind, haben sie alle ein Element der Vererbung. Der Genotyp wird von den Eltern geerbt, und die Nachkommen und Eltern haben gemeinsame Gene, die den Verlauf der individuellen Entwicklung beeinflussen. Epigenetische Prozesse im Körper sind die Auswirkungen anderer Zellen oder ihrer Produkte auf die Aktivität des Genotyps einer bestimmten Zelle. Da alle Körperzellen den gleichen Genotyp haben, ist es natürlich, dass epigenetische Einflüsse mit Vererbung verbunden sind. Epigenetische Prozesse sind jedoch stochastisch, offen für den Einfluss von Umwelteinflüssen des Körpers und damit für historische Unfälle.

Die mütterliche Umgebung von Säugetieren ist ein sehr wichtiges Element der äußeren Umgebung. Mütter sorgen für die intrauterine und postnatale Umgebung des Kindes. Es ist klar, dass der mütterliche Genotyp auf diese Bedingungen einwirkt. Zum Teil werden die Gene der Mutter mit den Nachkommen geteilt, sodass die mütterliche Umgebung vererbt werden kann. Das mütterliche Umfeld ist auch anfällig für historische Unfälle.

Immaterielle Umwelteinflüsse wirken sich auch auf die Entwicklungsvariabilität aus. Dies schließt Faktoren ein, die vom Individuum selbst ausgewählt werden oder von umgebenden Personen, einschließlich Verwandten, mit denen er gemeinsame Gene hat, gebildet werden. Daher werden diese Umwelteffekte zum Teil auch nicht nur durch zufällige Umwelteinflüsse, sondern auch durch Gene beeinflusst und vererbt (Genotyp-Umwelt-Kovarianz).

Entsprechend der obigen Klassifizierung gibt es in allen beschriebenen Elementen der äußeren Umgebung in Bezug auf ein bestimmtes Individuum sowohl genetische als auch nicht genetische Vererbungsmechanismen (verschiedene Traditionen usw.).

Natürlich wirken sich auch nicht vererbte Faktoren auf die Entwicklung aus. Dies sind Umweltmerkmale, die nicht mit Veränderungen zusammenhängen, die durch den sich entwickelnden Menschen selbst oder sein familiäres Umfeld verursacht werden. Sie können entweder zufällig oder regelmäßig sein. Zyklische Veränderungen (Wechsel von Tag und Nacht, Wechsel der Jahreszeiten usw.), allgegenwärtige Effekte (Schwerkraft) oder vorhergesagte Faktoren (Temperatur, Druck) können regulären Faktoren zugeschrieben werden. Nicht vererbte Faktoren sind auch im mütterlichen und anderen sozialen Umfeld vorhanden (mütterliche Ernährungsqualität, mütterliches Stresslevel, Anzahl und Geschlecht der Geschwister usw.). Zufällig oder systematisch veränderte Umweltereignisse tragen zur Variabilität der Entwicklung bei.

Alle Ereignisse außerhalb von Genen, die während der Ontogenese auftreten, bilden zusammen mit genetischen Faktoren den Hintergrund, auf dem die Entwicklung voranschreitet. Aufgrund der Auswirkungen einer Vielzahl von regelmäßigen und zufälligen Ereignissen in der Ontogenese können sich entwickelnde Systeme organisieren und neu organisieren. Gene machen Entwicklung möglich, aber andere Komponenten, die die Entwicklung des Systems beeinflussen, sind nicht weniger wichtige Teilnehmer im Entwicklungsprozess.

Zu Beginn des Vortrags, in dem das Konzept des Phänotyps definiert wurde, haben wir betont, dass der Phänotyp das Ergebnis des Zusammenwirkens von Genotyp und Umwelt ist. Angesichts dessen, was über den Prozess der individuellen Entwicklung gesagt wurde, sollten wir jedoch in dieser Formulierung einige Klarstellungen vornehmen und neben Umweltfaktoren erwähnen Entwicklungsunfälle, die nicht auf reine Umwelteinflüsse reduziert werden können. Wenn wir versuchen würden, die Abhängigkeit des Phänotyps von verschiedenen Faktoren grafisch darzustellen, bräuchten wir mindestens einen vierdimensionalen Raum, in dem zusätzlich zu den Achsen für den Genotyp und die Umwelt eine Achse für die Entwicklungszufälligkeit vorhanden sein müsste.

Endophenotyp als Zwischenstufe zwischen Genotyp und Phänotyp

Eine große Streuung von SC mit unterschiedlichen Fähigkeiten macht es erforderlich, sich der Zwischenstufe zwischen Genotyp und Phänotyp zuzuwenden. Wenn ein Genotyp die Summe aller Gene eines Organismus ist, dann ist ein Phänotyp jede Manifestation eines lebenden Organismus, "ein Produkt der Verwirklichung eines bestimmten Genotyps in einer bestimmten Umgebung". Es gibt keine direkte Entsprechung zwischen einem Gen (Genotyp) und einem Verhalten (Phänotyp), sondern nur eine wiederholt vermittelte Verbindung. Phänotypisch können dieselben Merkmale, gemessen mit derselben Technik, je nach Alter und individuellen Merkmalen des Individuums unterschiedliche psychologische Strukturen aufweisen und dementsprechend mit unterschiedlichen Genen assoziiert sein. Das Vorhandensein, Fehlen und die Schwere eines phänotypischen Merkmals wird von vielen Genen bestimmt, deren Ergebnis nicht nur von den verfügbaren Varianten der Gene, sondern auch von vielen anderen Faktoren abhängt. "Die direkte biochemische Manifestation eines Gens und seine Auswirkung auf psychologische Eigenschaften sind durch eine" Bergkette "von biomolekularen Zwischenereignissen getrennt." Eine Möglichkeit, den Weg von den Genen zum Verhalten zu verfolgen, bestand daher darin, Endophänotypen zu finden - Zwischenverbindungen, die den Einfluss des Genotyps auf phänotypische Variablen vermitteln.

Das Konzept des Endophänotyps, das I. Gottesman 1972 zur Untersuchung psychischer Störungen einführte, war in der Analyse psychologischer und psychophysiologischer Merkmale weit verbreitet.

Ein Merkmal oder Indikator kann als Endophänotyp der kognitiven Fähigkeit erkannt werden, wenn er die folgenden Kriterien erfüllt:

1. es ist stabil und zuverlässig;
2. identifizierte seinen genetischen Zustand;
3. es korreliert mit der untersuchten kognitiven Fähigkeit (phänotypische Korrelation);
4. die Beziehung zwischen ihm und der kognitiven Fähigkeit wird teilweise aus gemeinsamen genetischen Quellen abgeleitet (genetische Korrelation). Und wenn es darum geht, den biologischen Pfad von den Genen zu den kognitiven Fähigkeiten zu verfolgen, ist es wichtig, ein weiteres Kriterium zu erfüllen.
5. das Vorhandensein eines theoretisch bedeutsamen (einschließlich kausalen) Zusammenhangs zwischen dem Indikator und der kognitiven Fähigkeit.

Es ist üblich, bestimmte kognitive Merkmale oder individuelle Merkmale der Funktionsweise des Gehirns, seiner Anatomie und Physiologie als Endophänotypen der Intelligenz zu betrachten.

Von bestimmten kognitiven Eigenschaften wird die Reaktionszeit der Wahl verwendet. Es ist bekannt, dass individuelle Unterschiede in der Reaktionszeit einer Wahl ungefähr 20% der Varianz von Intelligenzwerten erklären. Es wurde festgestellt, dass die Beziehung zwischen der Reaktionszeit der Wahl und den Werten der verbalen und nonverbalen Intelligenz durch genetische Faktoren erklärt wird: 22 bzw. 10% der gesamten Gene wurden nachgewiesen. Es wird angenommen, dass es unter den allgemeinen Genen eine Axonmyelinisierung des Zentralnervensystems gibt (wie Sie wissen, leitet das mit der Myelinscheide beschichtete Axon einen Nervenimpuls schneller). Zu den besonderen kognitiven Merkmalen, die als Endophänotypen der Intelligenz gelten, gehört das Arbeitsgedächtnis. Wir stellen jedoch fest, dass weder die Reaktionszeit der Wahl noch das Arbeitsgedächtnis oder andere psychologische Parameter, die für das Verständnis der Natur der intellektuellen Unterschiede wichtig sind, den Weg vom Genotyp zur Intelligenz durch das Gerät und die Funktion des Gehirns offenbaren, da sie keine direkten Indikatoren für die Gehirnfunktion sind. Darüber hinaus stoßen wir bei Verwendung dieser Indikatoren erneut auf die oben erwähnte hohe Empfindlichkeit von SC gegenüber Änderungen der Versuchsbedingungen.

Mögliche Endophänotypen werden auch als Parameter der Gehirnfunktion auf verschiedenen Ebenen der Physiologie, Morphologie und Biochemie des Gehirns angesehen, einschließlich Strukturproteinen, Enzymen, Hormonen, Metaboliten usw. Das EEG, die Geschwindigkeit der Nervenimpulse, der Myelinisierungsgrad der Nervenfasern usw. werden untersucht. Es wurde gezeigt, dass die Geschwindigkeit der peripheren Nervenleitung (SPNP) und die Gehirngröße mit der Intelligenz korrelieren. Die Amplituden-Zeit- und topografischen Eigenschaften evozierter Potentiale wurden als intermediäre Phänotypen der Intelligenz untersucht. Die theoretischen Begründungen für die Verknüpfung dieser Merkmale mit der Intelligenz enthüllen jedoch in der Regel nicht die Besonderheiten der intellektuellen Fähigkeiten. Die Größe des Gehirns hängt also mit der Dicke der Myelinscheide zusammen, die die Zellen besser oder schlechter vor dem Einfluss benachbarter Neuronen schützen kann, von denen behauptet wird, dass sie die Intelligenz beeinflussen. SPNP bestimmt die quantitativen Merkmale der Proteinübertragung, und seine Einschränkung führt zu einer Einschränkung der Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung, was zu einer Abnahme der Intelligenz führt.

Der Zusammenhang zwischen dem allgemeinen Intelligenzfaktor (g-Faktor) und der Menge der grauen Substanz wird hergestellt. Ein weiterer möglicher Endophenotyp der kognitiven Fähigkeit ist eine spezifische Anordnung der Gehirnstrukturen. Es zeigt sich, dass der SC der Strukturmerkmale des Gehirns besonders in den frontalen, assoziativen und traditionell sprechenden Zonen (Wernicke und Broca) sehr hoch ist. Man kann also im Bereich der mittleren Frontalstrukturen zuverlässig von CN in der Größenordnung von 0,90–0,95 sprechen.

Endophänotypen, die direkt die morphofunktionellen Eigenschaften des Gehirns widerspiegeln, berücksichtigen jedoch nicht die Fähigkeit, Aktivitäten, die verwendeten Strategien und andere Merkmale zu planen, die den Erfolg und die Geschwindigkeit der Problemlösung signifikant beeinflussen, d. H. Berücksichtigen Sie nicht die psychologische Organisation des untersuchten Phänotyps (kognitive Fähigkeiten). Es gibt eine indirekte Verbindung zwischen Endophenotypen dieser Art und Intellekt: Endophenotypen spiegeln eine Analyseebene wider, die weit von der Intelligenz entfernt ist und daher keine ganzheitliche Vorstellung davon gibt, wie intellektuelle Funktionen entstehen.

E. De Geus et al. Halten es für sehr produktiv, neurophysiologische Eigenschaften und die Ergebnisse der direkten Messung von Gehirnstrukturen und deren Funktion unter Verwendung von EEG, MRI und anderen als Endophenotypen (zusätzlich zu speziellen kognitiven Fähigkeiten) zu nutzen.

Die Verwendung neurophysiologischer Indikatoren in Studien zur Verhaltensgenetik führt jedoch zu der Notwendigkeit, neurowissenschaftliche Methoden an die Erfordernisse der Psychogenetik anzupassen. Das Problem ist, wie R. Plomin und S. Koslin schreiben, dass die Neurowissenschaften in erster Linie an allgemeinen Mustern interessiert sind, aufgrund derer in der Regel Daten gemittelt und nur Durchschnittswerte analysiert werden. Die Psychogenetik hingegen interessiert sich für die Streuung einzelner Indikatoren, die bei einer Reihe von neurowissenschaftlichen Methoden nicht nur die individuellen Merkmale, sondern auch die unzureichende Genauigkeit der Geräte widerspiegelt. Dies führt zu erheblichen Schwierigkeiten beim Erhalt zuverlässiger Daten. Darüber hinaus erlaubt die technische Komplexität dieser Methoden nicht, ausreichend große Proben zu untersuchen, die für die psychogenetische Analyse erforderlich sind.

Schlussfolgerungen

1. Entwicklungsstudien zur Psychogenetik werden auf Bevölkerungsebene durchgeführt; Die resultierenden quantitativen Verhältnisse von genetischen und Umweltkomponenten der Variabilität sind nicht auf die Entwicklung eines bestimmten Phänotyps anwendbar. Es muss daran erinnert werden, dass die gegenseitigen Einflüsse von Genotyp und Umwelt in der individuellen Entwicklung untrennbar sind.
2. Die Entstehung des Phänotyps in der Entwicklung erfolgt unter ständiger Wechselwirkung von Genotyp und Umwelt. Umweltfaktoren (physische, soziale) können den Genotyp durch Faktoren der inneren Umgebung des Körpers (verschiedene biochemische Substanzen in der Zelle) beeinflussen.
3. Der Hauptmechanismus der Interaktion zwischen dem Genotyp und der Umgebung auf Zellebene ist die Regulation der Genexpression, die sich in verschiedenen Aktivitäten der Synthese eines bestimmten Proteins manifestiert. Die meisten regulatorischen Prozesse finden auf Transkriptionsebene statt, das heißt, sie beziehen sich auf das Lesen der genetischen Information, die für die Proteinsynthese erforderlich ist.
4. Unter allen Organen des Körpers steht das Gehirn bei der Anzahl der aktiven Gene an erster Stelle. Nach einigen Schätzungen ist fast jedes zweite Gen im menschlichen Genom mit der Bereitstellung von Funktionen des Nervensystems verbunden.
5. Frühe Erfahrungen haben ein erhebliches Potenzial, die Funktion des genetischen Apparats zu beeinflussen. Eine besondere Rolle spielen dabei die sogenannten frühen Gene, die in der Lage sind, sich auf Signale aus der äußeren Umgebung schnell, aber vorübergehend auszudrücken. Offensichtlich spielen frühe Gene eine wichtige Rolle in Lernprozessen. Mit der Wirkung verschiedener Hormone sind auch bedeutende Möglichkeiten zur Regulation der Genexpression verbunden.
6. Die Entwicklung des Nervensystems und letztendlich des Verhaltens ist ein dynamischer hierarchisch organisierter systemischer Prozess, in dem genetische und Umweltfaktoren gleichermaßen wichtig sind. Eine wichtige Rolle spielen auch verschiedene Entwicklungsunfälle, die sich nicht auf reine Umweltunfälle reduzieren lassen.
7. Die Entwicklung ist ein epigenetischer Prozess, der selbst in isogenen Organismen zu einer signifikanten interindividuellen Variabilität führt. Das Grundprinzip der Morphogenese des Nervensystems ist das Auftreten einer maximalen Redundanz der zellulären Elemente und ihrer Verbindungen in den frühen Stadien der Entwicklung, mit der anschließenden Beseitigung funktionell instabiler Elemente im Prozess der wechselseitigen Wechselwirkung zwischen allen Ebenen des sich entwickelnden Systems, einschließlich der Wechselwirkungen innerhalb der Zelle, zwischen Zellen und Geweben, zwischen Körper und Umwelt.
8. Der Prozess der Phänotypbildung in der Entwicklung ist kontinuierlicher dialektischer und historischer Natur. In jedem Stadium der Ontogenese wird die Art der Reaktion des Organismus auf Umwelteinflüsse sowohl vom Genotyp als auch von der Vorgeschichte aller Entwicklungsumstände bestimmt.

Erinnern wir uns noch einmal an die Bedeutung der Begriffe Genotyp und Phänotyp. Der Genotyp ist die Gesamtheit aller Gene eines bestimmten Organismus; Ein Phänotyp ist eine Kombination aller Eigenschaften eines Organismus.

Es ist bekannt, dass Organismen mit demselben Phänotyp einen unterschiedlichen Genotyp haben können. In Mendel-Experimenten zum Beispiel unterschieden sich Pflanzen, deren Genotyp AA-Allele enthielt, und Pflanzen, deren Genotyp Aa-Allele enthielt, im Phänotyp nicht voneinander. Könnte es eine umgekehrte Situation geben, wenn die Genotypen der Organismen gleich und die Phänotypen unterschiedlich sind? Inwieweit wird der Phänotyp durch den Genotyp bestimmt und inwieweit - durch Umwelteinflüsse? Dieses Thema wird auf Haushaltsebene häufig im Zusammenhang mit der Art oder dem Verhalten von Menschen diskutiert. Es gibt zwei Gesichtspunkte.

Einer von ihnen besagt, dass die Merkmale eines Menschen ausschließlich von seinem Genotyp abhängen. Das Verhalten ist durch Vererbung gegeben, mit der nichts getan werden kann. Nach einem anderen Gesichtspunkt spielt die Vererbung im Verhalten von Menschen im Vergleich zu den Lebensbedingungen und insbesondere zur Erziehung eine unbedeutende Rolle.

Betrachten Sie die Auswirkung von Vererbung und Umwelt auf einfachere Charaktere als menschliches Verhalten. Auch für solche Schilder sind unterschiedliche Optionen möglich.

Einige Charaktere werden vollständig vom Genotyp bestimmt und sind von den Umgebungsbedingungen unabhängig. Hierzu zählen beispielsweise Blutgruppen und viele genetisch bedingte Erkrankungen.

Andere Charaktere hängen sowohl vom Genotyp als auch von der Umgebung ab. Zum Beispiel hängt das Wachstum eines Menschen von seinem Genotyp ab (denken Sie an die Arbeit von Galton). Gleichzeitig hängt das Wachstum auch von den Umweltbedingungen ab, insbesondere von der Ernährung während der Wachstumsphase. Die Hautfarbe wird weitgehend vom Genotyp bestimmt. Die Hautfarbe von Menschen mit demselben Genotyp hängt jedoch stark von der Zeit ab, die sie in der Sonne verbracht haben (Abb. 122).

Betrachten wir einige typische Beispiele für den Einfluss der Umwelt auf Genmanifestationen.

1. Bereits in der Frühphase der Entwicklung der Genetik wurde festgestellt, dass ein Merkmal je nach den Bedingungen, unter denen sich der Organismus entwickelt, dominant oder rezessiv sein kann. Im Jahr 1915 zeigte Morgan an Drosophila, dass in trockener Luft die für den "wilden" Typ übliche Streifenverteilung am Unterleib von Drosophila die Abnormität dominiert und im Gegenteil die abnormale Verteilung der Bänder bei überschüssiger Feuchtigkeit dominiert. Derartige Beobachtungen zeigten erneut Unterschiede zwischen Genotyp und Phänotyp: Bei gleichem Genotyp hing der Phänotyp von äußeren Bedingungen ab.

2. Der Einfluss der äußeren Umgebung auf den Phänotyp kann am Beispiel sozialer Insekten gezeigt werden. Bienen und Ameisen entwickeln Männchen aus unbefruchteten Eiern und Weibchen aus befruchteten Eiern. Der Phänotyp dieser Weibchen hängt jedoch von den Entwicklungsbedingungen ab: Unter bestimmten Bedingungen entwickelt sich ein produktives Weibchen und unter anderen eine sterile arbeitende Biene. Ameisen haben unterschiedliche "Kasten" von unfruchtbaren Individuen. Der größte Teil der Ameisenhaufenpopulation besteht aus Ameisen, die einen Ameisenhaufen bauen, Nahrung beschaffen, die Larven füttern und andere Arbeiten ausführen. Viele Ameisenarten haben „Soldaten“ - Ameisen mit einem großen Kopf, der von dickem Chitin geschützt wird und besonders kräftige Kiefer hat. Arbeiterameisen und Soldaten sind unterentwickelte Frauen, sie sind unfruchtbar. Warum schlüpfen berufstätige Personen aus einigen Eiern, die von der Frau gelegt wurden, Soldaten aus den anderen und geflügelte sexuelle Personen aus dem dritten: Männer und Frauen? Bereits 1910 entfernte der Ameisenforscher Wassman das Weibchen aus dem Nest. Es stellte sich heraus, dass die arbeitenden Ameisen danach anfangen, ihre Eier zu legen! Diese Experimente haben gezeigt, dass die Anwesenheit eines Weibchens das Legen von Eiern durch arbeitende Personen hemmt. Bei weiteren Untersuchungen stellte sich heraus, dass zusätzlich zu Substanzen, die die Entwicklung neuer weiblicher Tiere hemmen, Substanzen im Ameisenhaufen zirkulieren, die im Gegenteil die Entwicklung von Eierstöcken bei arbeitenden Personen und bei Larven stimulieren. Diese Substanzen werden von speziellen Ameisendrüsen produziert. Unter normalen Bedingungen füttern Ameisen die Gebärmutter und die Larven mit diesen Substanzen, aus denen sich Männchen und Weibchen entwickeln. Befindet sich im Ameisenhaufen kein Uterus, werden diese Substanzen hauptsächlich von Larven gewonnen. Wenn es nur wenige Larven gibt, füttern sich die arbeitenden Ameisen gegenseitig mit diesen Substanzen und beginnen dann, ihre Eier zu legen. So wurde festgestellt, dass die Entwicklung der Larven davon abhängt, welche Art von Futter sie von Ameisen erhalten und welche Zusatzstoffe im Futter enthalten sein werden. Ebenso bestimmt bei Bienen die Art der Nahrung und der Zusatzstoffe, ob sich die Larve zu einer arbeitenden Biene oder zur Gebärmutter entwickelt.

3. Hermelin-Kaninchen haben ein weißes Fell, aber einige Körperteile - Pfoten, Ohren, Schnauzenspitze und Schwanz - sind schwarz. Wenn auf dem Rücken eines mit weißem Haar bedeckten Kaninchens ein Abschnitt abgeschnitten und das Kaninchen bei niedriger Temperatur gehalten wird, wächst auf diesem Abschnitt ein schwarzes Fell. Natürlich werden solche schwarzen Flecken an einem ungewöhnlichen Ort nicht von den Nachkommen dieses Kaninchens geerbt.

Die obigen Beispiele zeigen, dass in der Realität in sehr vielen Fällen nicht das Merkmal als solches vererbt wird, sondern die Fähigkeit, dieses Merkmal unter geeigneten Umweltbedingungen zu entwickeln, die von Generation zu Generation weitergegeben wird.

Die Gesamtheit aller Gene, die die erbliche Basis des Körpers bilden, wird genannt genotyp. Morphologische, anatomische und funktionelle Zeichen des Körpers (deren Kombination) bilden den Phänotyp. Phänotyp   Ein Organismus kann sich während seines gesamten Lebens verändern, während sein Genotyp unverändert bleibt. Es entsteht unter dem Einfluss von Genotyp und Umweltbedingungen.

Der Phänotyp ist also jede physikalische Eigenschaft und Charakteristik des Körpers, die beobachtbar ist, sowie biochemisch, physikalisch, physiologisch (d. H. Messbar) und verschiedene Eigenschaften eines Individuums. Dieser Begriff kann auf absolut alle Verhaltensmerkmale, morphologischen, physiologischen und biochemischen Merkmale von Organismen zurückgeführt werden.

Im Verlauf der Ontogenese (individuelle Entwicklung) bilden sich äußere und innere Zeichen des Körpers. Ihre Kombination ist also ein Phänotyp.

Unsicherheitskonzept

Das Konzept des Phänotyps weist einige Unsicherheiten auf. Moleküle und Strukturen sind zum größten Teil Teil des Phänotyps, obwohl sie im Erscheinungsbild des Körpers unsichtbar sind. Menschliche Blutgruppen charakterisieren nur diese Unsicherheit. Deshalb sollten die Merkmale, die durch medizinische, technische oder diagnostische Verfahren festgestellt werden, so sein erweiterte Definition dieses Begriffs.

Verhaltensweisen, die im Laufe des Lebens oder sogar unter dem Einfluss eines Organismus auf andere Organismen und die Umwelt erworben wurden, können in Zukunft die Grundlage für eine radikale Expansion bilden. Zum Beispiel können Biber-Schneidezähne und deren Mutter laut Dawkins Richard als Phänotyp der Biber-Gene angesehen werden.

Die Basis der Evolution ist die Vielfalt verschiedener Phänotypen. Faktoren, von denen ihre Diversität, ihr Genotyp (genetisches Programm), ihre Mutationen, die Häufigkeit zufälliger Änderungen und die Umweltbedingungen abhängen, sind in dieser Abhängigkeit angegeben:

phänotyp \u003d 1) Genotyp + 2) äußere Umgebung + 3) zufällige Veränderungen

Unter verschiedenen Bedingungen variieren die Phänotypen manchmal stark. Zum Beispiel auf freiem Feld - sich ausbreitend und gleichzeitig schlank und groß im Wald. Lassen Sie uns eine Liste klinisch bestimmter und phänotypischer Anzeichen herausgreifen:

Der Phänotyp wird während der Ontogenese unter diesen Bedingungen als Ergebnis der Wechselwirkung des Genotyps und der Faktoren der äußeren und inneren Umgebung nachgewiesen. Im Allgemeinen können Sie dies hören, fühlen, sehen (die Farbe des Hundes) und das Verhalten des Tieres.

In jeder biologischen Spezies kann man einen nur ihr eigenen Phänotyp feststellen, der sich gemäß der in den Genen eingebetteten Erbinformation bildet. Wenn sich die äußere Umgebung ändert, gibt es Variabilität - individuelle Unterschiede. Dies liegt an der Tatsache, dass der Zustand der Zeichen von Organismus zu Organismus schwankt. Die Grundlage für die genetische Vielfalt der Formen ist die Variabilität. Es gibt phänotypische und / oder genetische Variationen sowie Modifikationen oder Mutationen.

Die Modifikationsvariabilität von Veränderungen im Genotyp bewirkt nicht, sondern zeigt nur die maximalen Fähigkeiten des Organismus, dem dieser Genotyp innewohnt. Die Merkmale der Modifikationsvariabilität sind quantitative und qualitative Abweichungen von der ursprünglichen Norm, die nicht vererbt werden, sondern nur den Charakter eines adaptiven Sinnes haben. Zum Beispiel eine Veränderung der Hautfarbe einer Person durch Sonneneinstrahlung oder muskuläre Entwicklung   wegen körperlicher Aktivität usw.

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist ein Begriff, der angibt, inwieweit die Variabilität der Modifikation variiert. So haben wir festgestellt, dass durch die Wechselwirkung von Genotyp und Umweltfaktoren ein Phänotyp entsteht. Phänotypische Zeichen von Eltern werden nicht an Nachkommen weitergegeben, und nur die Reaktionsrate wird vererbt, dh die Art der Reaktion auf Änderungen der Umgebungsbedingungen.

Was ist ein Genotyp?

Der Genpool charakterisiert die Art und der Genotyp ist ein Satz von Genen eines bestimmten Organismus, der die Art charakterisiert. Der Genotypbestimmungsprozess wird aufgerufen genotypisierung. Wie oben erwähnt, bestimmt der Genotyp zusammen mit Umweltfaktoren den Phänotyp des Organismus. Individuen, die sich im Genotyp unterscheiden, können den gleichen Phänotyp aufweisen. In diesem Fall können sich Individuen mit demselben Phänotyp unter verschiedenen Bedingungen voneinander unterscheiden.

Die genetische Variation ist kombinatorisch und mutatorisch. Der erste Fall ist das Ergebnis des Austauschs homologer Regionen homologer Chromosomen während der Meiose, was anschließend zur Bildung neuer Genassoziationen im Genotyp führt. Es ergibt sich aus drei Prozessen:

• zufällige Kombination von ihnen während der Befruchtung;
• unabhängige Divergenz der Chromosomen während der Meiose;
• austauschstellen homologer Chromosomen oder Konjugation.

Bei einer abrupten und stetigen Veränderung der Gene (Vererbungseinheiten) kommt es zu Veränderungen der Erbanlagen. Diese Art von Veränderungen nennt man Mutationen. Sie wirken sich am unmittelbarsten auf Veränderungen des Genotyps aus, die anschließend an Nachkommen weitergegeben werden. Mutationen sind nicht durch Genrekombination und Kreuzung verwandt. Es gibt 2 Arten von Mutationen - Gen- und Chromosomenmutationen.

Es ist wissenschaftlich erwiesen, dass Menschen sich in Phänotyp und Genotyp unterscheiden.

Die Menschen sind sehr unterschiedlich, obwohl sie Vertreter derselben Art sind. In der Natur gibt es keine zwei identischen Menschen, da der Phänotyp und der Genotyp von jedem von ihnen individuell ist. Anpassung der Menschen   zu klimatischen und geografischen Faktoren - der erste Unterschied zwischen Menschen nach phäno- und genotypischen Merkmalen. Ein weiterer Unterschied ist der Faktor der Geschichte und der Evolution. Es besteht darin, dass ethnische Gruppen mit eigener Kultur, Religion und nationalen Merkmalen unter dem Einfluss von Faktoren wie Krieg, Bevölkerungsmigration, Kultur bestimmter Nationalitäten und deren Vermischung gebildet wurden. Zum Beispiel haben der Stil und die Lebensweise der Mongolen und Slawen deutliche Unterschiede.

Menschen können auch soziale Unterschiede aufweisen. Es berücksichtigt das Bildungsniveau, die Kultur der Menschen mit sozialen Ansprüchen. Der Wirtschaftsfaktor ist das letzte Kriterium für Unterschiede zwischen Menschen. Unterschiede zwischen Individuen entstehen aufgrund der Bedürfnisse der Familie und der Gesellschaft, ihres materiellen Reichtums.