Variation phénotypique

le variation phénotypique décrit différentes caractéristiques d'individus ayant le même génotype. Le principe a été révélé par le biologiste évolutionniste Darwin. Des maladies telles que la drépanocytose sont basées sur des variations phénotypiques et étaient à l'origine associées à un avantage évolutif.

Quelle est la variation phénotypique?

Le phénotype décrit l'apparence réelle d'un organisme, y compris toutes les caractéristiques individuelles d'un individu. Au lieu de se référer aux caractéristiques morphologiques, le terme fait référence aux caractéristiques physiologiques et aux caractéristiques comportementales. Le phénotype ne dépend pas seulement des propriétés génétiques d'un organisme, mais est principalement déterminé par des influences environnementales.

Avec la variation phénotypique, la biologie fait référence aux différentes caractéristiques entre les individus d'une même espèce.Malgré leur génotype commun, les individus adoptent des phénotypes différents en raison des influences environnementales.

Le principe de la variation phénotypique remonte aux observations des Français Georges Cuvier et Étienne Geoffroy Saint-Hilaire. Il a été décrit pour la première fois en Grande-Bretagne par Erasmus Darwin et Robert Chambers. Charles Darwin a finalement fait mieux connaître la variation phénotypique, mais selon les connaissances actuelles, il n'est pas considéré comme le premier à décrire le phénomène. En relation avec la variation phénotypique, il a utilisé l'expression de divergence et a ainsi décrit que les traits individuels phénotypiques augmentent régulièrement avec les générations et que les représentants individuels d'une race s'éloignent de plus en plus des traits raciaux.

Fonction et tâche

Les règles de Mendel expliquent la variation phénotypique en termes simples. Mendel a examiné l'hérédité des caractéristiques individuelles des plantes. Par exemple, il a observé la couleur des fleurs et des plantes croisées de tons rouges et blancs entre elles. Les phénotypes des individus ainsi élevés étaient soit rouges, soit blancs. Le génotype des plantes contenait les informations sur les fleurs rouges et blanches pour tous les descendants. L'application d'une couleur n'était donc pas prévisible à partir du seul génotype.

La variation phénotypique n'est pas déterminée par une mutation génétique, mais peut conduire à une mutation au fil des générations. Le dernier phénotype ne peut pas être clairement lu à partir d'un génome. Un génotype spécifique ne peut pas non plus être clairement déduit du phénotype. La relation entre le génotype et le phénotype reste relativement peu claire.

Selon la théorie synthétique de l'évolution de Darwin, les plus petits changements du phénotype au cours de l'évolution deviennent des changements manifestes dans les caractéristiques qui peuvent aller jusqu'au changement d'espèce. Les changements liés à la mutation dans un phénotype peuvent être associés à un avantage de sélection géographique et résulter en deux sous-variantes géographiquement limitées de la même espèce qui restent côte à côte. Un exemple de ceci est la persistance du lactose, qui il y a des milliers d'années a permis aux Européens du Nord de métaboliser le lait animal.

En plus de la variation continue du phénotype, la biologie évolutive du développement répertorie des variations spontanées complexes et discontinues dans la même génération. Toutes les espèces ont des variations phénotypiques. Les variations ne font pas exception, elles sont la norme. La variation de certaines caractéristiques au sein d'une même espèce n'est pas uniformément répartie dans l'espace. Par exemple, différentes populations présentent souvent une variabilité, comme des individus de tailles corporelles différentes. Toutes les variations phénotypiques des populations d'une espèce prouvent les processus évolutifs.

La variation phénotypique est une pierre angulaire de la sélection naturelle et donne ainsi aux individus dans différents milieux des avantages pour la survie. Les différences entre la couleur des yeux et des cheveux humains sont l'exemple le plus connu de variation au sein de l'espèce humaine.Dans des espèces comme le zèbre, le principe de la variation phénotypique apparaît, par exemple, dans les différences de rayures des espèces de zèbres. Les zèbres de Burchell ont environ 25 rayures, les zèbres de montagne autour de 40 et les zèbres de Grévy même autour de 80.

Maladies et affections

Il existe d'innombrables exemples de variations phénotypiques au sein de l'espèce humaine. Certains d'entre eux sont associés à des maladies. L'anémie falciforme, par exemple, est le résultat d'une variation phénotypique. Cette maladie produit une déformation en forme de faucille des globules rouges, associée à des troubles circulatoires. La drépanocytose n'est pas seulement une maladie, mais aussi une variante curative. La résistance au paludisme va de pair avec la déformation des globules rouges. Cette résistance au paludisme signifiait des avantages évolutifs et résistait ainsi à la sélection naturelle. Une mutation développée à partir de la variation phénotypique qui est encore courante dans l'espèce humaine à ce jour.

L'exemple le plus connu des avantages des variations phénotypiques est la tolérance au lactose chez l'homme. À l'origine, en dehors de la petite enfance, l'espèce humaine était incapable de métaboliser le lait et les produits laitiers. Cette intolérance au lactose a disparu avec le temps en raison de la variation phénotypique pour presque tous les individus en Europe du Nord. Puisque la capacité de métaboliser le lait et les produits laitiers était associée à des avantages évolutifs significatifs pour l'homme, le phénotype avait un effet rétroactif sur le génotype par mutation génétique. Depuis lors, la tolérance au lactose est considérée comme la norme chez les Européens du Nord. Néanmoins, dans le même temps, les phénotypes présentant l'intolérance au lactose d'origine persistent au sein de l'espèce humaine.

En plus de ces relations, la variation phénotypique joue également un rôle pour les maladies, en particulier pour les tableaux cliniques héréditaires. Plus une maladie particulière se propage depuis longtemps dans une espèce, plus elle est susceptible d'avoir des variations phénotypiques de la même maladie. De cette manière, le même tableau clinique peut provoquer une grande variété de symptômes après plusieurs générations. En utilisant les sous-types d'une maladie, il est possible de comprendre approximativement depuis combien de temps la maladie se propage dans un type.

La variation phénotypique se produit également dans les maladies héréditaires qui ne peuvent être déclenchées que par certains facteurs exogènes. Le cancer, par exemple, peut être inhérent au génotype, mais n'éclate toujours pas dans tous les phénotypes.