Генотип та фенотип

Для подальшого аналізу кількісних ознак необхідно познайомитися з такими поняттями як генотип і фенотип. Ми вже знаємо, що спадкова інформація про ознаки та властивості організму міститься в його генах. Уся сукупність генів даного організму називається його генотипом. Свій генотип (набір генів) кожна людина одержує у момент зачаття і несе його без жодних змін через усе своє життя. Протягом життя активність генів може мінятися, але їх склад залишається незмінним.

Поняття генотип не тотожний поняттю «геном». Генотип притаманний певній особині, а геном – це сукупність генів, характерна для галоїдного набору хромосом даного виду організмів.

Фенотип являє собою сукупність усіх ознак та властивостей організму в кожний період його життя. Це і зовнішній вигляд, і внутрішня будова, і фізіологічні процеси, і особливості поведінки, спостережувані у даний момент.

Якщо генотип успадковується і залишається незмінним протягом життя індивіда, то фенотип не успадковуються – він розвиваються. Фенотип є результатом дії генотипу лише частково, бо в його становленні значну роль відіграють умови зовнішнього середовища.

1.2.3. Фактори виникнення кількісної мінливості

Полімерні гени. Тимчасово знехтуємо впливом факторів оточуючого середовища на фенотип і зосередимо свою увагу тільки на проблемі сумісної дії багатьох генів, яка сама по собі приводить до кількісної мінливості.

Ще на початку ХХ століття було виявлено, що окрема кількісна ознака обумовлена сумісною дією певної сукупності генів, механізм передачі кожного з яких наступним поколінням здійснюється за законами Г. Менделя. Такі гени були названі полімерними, а ознаки, що визначаються такими генами, – полігенними.

Яскравим прикладом полімерії може бути успадкування кольору шкіри у людини, яке визначається 4-ма парами алелей. При цьому корінний мешканець тропічної Африки, який відрізняється найтемнішим кольором шкіри, має таку сукупність полімерних генів: P₁P₁P₂P₂P₃P₃P₄P₄ (усі алелі домінантні), а, наприклад, норвежець – p₁p₁p₂p₂p₃p₃p₄p₄ (усі алелі рецесивні). Звичайно, населення середземноморських країн у своєму генотипу має приблизно половину домінантних алелей, які визначають колір шкіри, у різноманітних комбінаціях (P₁P₁P₂P₂p₃p₃p₄p₄; P₁p₁P₂p₂P₃p₃P₄p₄ тощо). Якщо ми зобразимо результати визначення кольору шкіри достатньої вибірки людей у вигляді діаграми чи кривої, то одержимо картину, подібну до розподілу частот зросту людини.

Умови середовища та норма реакції. Дуже часто неперервний характер може мати й мінливість, яка цілком визначається умовами середовища. Наприклад, якщо генетично ідентичні рослини (клони, чисті лінії) вирощувати в різноманітних умовах (кількість поживних речовин, води, тепла, світла тощо), то одержимо чітку неперервну мінливість за різними ознаками (висота стебла, розмір листків, кількість та маса насіння тощо). Явище впливу середовища на фенотип можна спостерігати і у людини, коли справжніх (однояйцевих) близнюків виховувати в різних умовах. Як засвідчили численні спостереження, ці близнюки відрізняються між собою за фізичним, психічним та розумовим розвитком.

У розглянутих вище випадках генотип організмів є постійною величиною, а фенотип – функцією умов зовнішнього середовища. Для аналізу цього явища необхідно ввести таке генетичне поняття як норма реакції.

Якщо даний генотип за певною ознакою чутливий до змін умов середовища, то, помістивши безліч однакових генотипів у різні строго фіксовані умови середовища, ми одержимо безліч різноманітних фенотипів. На підставі вимірювання значень даної ознаки ми зможемо побудувати графік залежності характеристики фенотипу від параметрів середовища. Цей графік і буде характеризувати норму реакції даного генотипу за даною ознакою. Різні генотипи за однією і тією ж ознакою мають різні норми реакції.

Таким чином, можна сказати, що успадковуються не певні ознаки, а норми реакцій.