Экофенотипическая вариация

Экофенотипическая вариация («экофенотип») относится к фенотипической изменчивости в зависимости от жизненного места. У широко распространенных видов вклад наследственности и окружающей среды не всегда очевиден, но их взаимодействие иногда можно определить экспериментально.

Растения

Растения демонстрируют наиболее очевидные примеры экофенотипической изменчивости. Одним из примеров являются деревья, растущие в лесу, у которых развиваются длинные прямые стволы с ветвящимися кронами высоко в кроне, в то время как тот же вид, растущий отдельно на открытом воздухе, развивает раскидистую форму, ветвящуюся гораздо ниже земли. Генотипы часто обладают большой гибкостью в модификации и выражении фенотипов ; у многих организмов эти фенотипы сильно различаются в зависимости от условий окружающей среды. Растение Hieracium umbellatum встречается в двух разных местах обитания в Швеции. Одно из мест обитания — скалистые прибрежные скалы, где растения густые, с широкими листьями и расширенными соцветиями ; другой находится среди песчаных дюн, где растения растут распростёртыми с узкими листьями и компактными соцветиями. Эти среды обитания чередуются вдоль побережья Швеции, и среда обитания, в которой приземляются семена H. umbellatum, определяет фенотип, который растет. Инвазивные растения, такие как жимолость , могут процветать, изменяя свою морфологию в ответ на изменения в окружающей среде. что дает им конкурентное преимущество. Еще одним примером фенотипической реакции растений и адаптации к окружающей среде является то, как Thlaspi caerulescens может поглощать металлы из почвы, чтобы использовать их с пользой для защиты от вредных микробов и бактерий в своих листьях. Более непосредственные реакции сосудистых растений на окружающую среду, например способность виноградной лозы приспосабливаться к стене или дереву, на котором она растет, обычно не считаются экофенотипическими, хотя механизмы могут быть связаны.

Животные

Поскольку животные гораздо менее пластичны, чем растения, примечательны экофенотипические вариации. Встречаясь с ним, он может вызвать путаницу при идентификации, если этого не предвидеть. Наиболее очевидными примерами снова являются общие наблюдения, такие как карликовость аквариумных рыб, живущих в ограниченной среде. При бесполом размножении родитель передает весь геном следующему поколению. Мутации генов являются единственным источником генетических вариаций. При половом размножении каждый родитель передает потомству половину своего генома; таким образом, потомство содержит смесь генетического материала. Адаптации — это черты, которые повышают приспособленность, движущая сила естественного отбора. Уровень приспособленности, связанный с аллелем, можно определить только путем сравнения с альтернативными аллелями. Признаки, которые увеличивают выживаемость вида, способствуют приспособленности животного, но отбор будет благоприятствовать таким признакам только в том случае, если выживание улучшает репродуктивный успех организма. Более интересны примеры, в которых причинно-следственная связь менее ясна. Среди моллюсков примерами являются виды мюрицидных улиток Nucella lamellosa , которые в бурных и мелких водах обычно менее колючие, чем в более глубоких и спокойных водах. У пресноводных двустворчатых моллюсков встречаются озёрные, мелкоречные и крупноречные формы нескольких видов. У позвоночных эксперименты на мышах показали уменьшение длины ушей и хвостов в ответ на выращивание при более низкой температуре — явление, известное как правило Аллена .

Люди

У людей следует учитывать различия в окружающей среде, обусловленные выбором образа жизни , например, различия между человеком, который проводит много времени на диване перед телевизором с пивом в руке, и человеком, который проводит время в тренажерном зале или на футбольном поле, могут быть произнесено. Франц Боас обнаружил, что головной указатель в некоторой степени зависел от места рождения ребенка, независимо от его генетического или культурного наследия. Другой способ, которым различия в окружающей среде могут вызвать физические и/или поведенческие изменения, заключается в том, что мы подвергаемся сильному стрессу , вызывающему широкий спектр последствий. Доказано, что хронический стресс вызывает проблемы со здоровьем у многих людей. «Попытки в раннем детстве справиться со страхом или отвержением... создают психологические модели поведения для дальнейшей жизни человека. Такое поведение, в свою очередь, влияет на биохимический дисбаланс в нейронных системах мозга. Эти измененные дисбалансы, в свою очередь, усиливают поведение, и цикл питается сам собой». «Тело биохимически реагирует на чрезмерный стресс, пытаясь восстановить здоровый динамический баланс»; «В психологически стрессовых ситуациях гормоны могут быть задействованы, чтобы исправить дисбаланс, в котором находится организм».

Общий адаптационный синдром, который представляет собой биологическую реакцию на стресс, состоит из трех стадий. 1.) «Тревожное действие» — учащается сердцебиение, повышается уровень сахара в крови, расширяются зрачки и замедляется пищеварение. 2.) Стадия «Сопротивление» или «Адаптивная» — организм пытается устранить повреждение, вызвавшее экстренное возбуждение. 3.) «Стадия истощения» — тело заболевает; Психически, возможно, из-за неврозов или даже психотических расстройств, или физически, имея возможность вызвать несколько видов сердечно-сосудистых и почечных заболеваний, а также, довольно часто, некоторые формы астмы .