Plastyczność fenotypowa

Plastyczność fenotypowa odnosi się do niektórych zmian w zachowaniu, morfologii i fizjologii organizmu w odpowiedzi na unikalne środowisko. Plastyczność fenotypowa, mająca fundamentalne znaczenie dla sposobu, w jaki organizmy radzą sobie ze zmiennością środowiska, obejmuje wszystkie rodzaje zmian wywołanych przez środowisko (np. zmiany morfologiczne , fizjologiczne , behawioralne , fenologiczne ), które mogą, ale nie muszą, być trwałe przez całe życie jednostki.

Termin ten był pierwotnie używany do opisania wpływu rozwojowego na cechy morfologiczne, ale obecnie jest szerzej używany do opisania wszystkich reakcji fenotypowych na zmiany środowiskowe, takie jak aklimatyzacja ( aklimatyzacja ), a także uczenie się . Szczególny przypadek, w którym różnice w środowisku wywołują odrębne fenotypy, nazywany jest polifenizmem .

Plastyczność fenotypowa to zdolność jednego genotypu do wytworzenia więcej niż jednego fenotypu pod wpływem różnych środowisk. Każda linia tutaj reprezentuje genotyp. Linie poziome pokazują, że fenotyp jest taki sam w różnych środowiskach; ukośne linie pokazują, że istnieją różne fenotypy w różnych środowiskach, a tym samym wskazują na plastyczność.

Ogólnie rzecz biorąc, plastyczność fenotypowa jest ważniejsza w przypadku organizmów nieruchomych (np. roślin ) niż organizmów mobilnych (np. większości zwierząt ), ponieważ organizmy mobilne często oddalają się od niekorzystnych środowisk. Niemniej jednak organizmy ruchome mają również przynajmniej pewien stopień plastyczności przynajmniej w niektórych aspektach fenotypu . Jednym z ruchomych organizmów o znacznej plastyczności fenotypowej jest Acyrthosiphon pisum mszycy rodzina, która wykazuje zdolność do wymiany między rozmnażaniem bezpłciowym i płciowym, a także rozwijania skrzydeł między pokoleniami, gdy rośliny stają się zbyt zaludnione. Pchły wodne ( Daphnia magna ) wykazały zarówno plastyczność fenotypową, jak i zdolność do genetycznej ewolucji, aby radzić sobie ze stresem cieplnym cieplejszych wód miejskich stawów.

Przykłady

Rośliny

Fenotypowa plastyczność czasu kwitnienia sorgo oceniana z siedmiu środowisk. Zidentyfikowany czas fototermiczny , wskaźnik niezależny od wydajności, określa ilościowo odpowiedni wkład środowiskowy i umożliwia systematyczne modelowanie, wyjaśnianie i przewidywanie wartości fenotypowych w warunkach naturalnych.

Plastyczność fenotypowa roślin obejmuje czas przejścia z etapu wzrostu wegetatywnego do reprodukcyjnego, przydział większej ilości zasobów do korzeni w glebach zawierających niskie stężenia składników odżywczych , wielkość nasion wytwarzanych przez osobnika w zależności od środowiska oraz zmianę kształtu , wielkości i grubości liści. Liście są szczególnie plastyczne, a ich wzrost może być zmieniony przez poziom światła. Liście rosnące w świetle są zwykle grubsze, co maksymalizuje fotosyntezę w bezpośrednim świetle; i mają mniejszą powierzchnię, która szybciej chłodzi liść (ze względu na rozcieńczalnik warstwa graniczna ). I odwrotnie, liście rosnące w cieniu są zwykle cieńsze i mają większą powierzchnię, aby uchwycić więcej ograniczonego światła. Mniszek lekarski jest dobrze znany z tego, że wykazuje znaczną plastyczność formy, gdy rośnie w słonecznym i zacienionym środowisku. Białka transportowe obecne w korzeniach również zmieniają się w zależności od stężenia składnika odżywczego i zasolenia gleby. Niektóre rośliny, Mesembryanthemum crystallinum , są w stanie zmienić swoje ścieżki fotosyntezy, aby zużywać mniej wody, gdy odczuwają stres związany z wodą lub solą.

Ze względu na plastyczność fenotypową trudno jest wyjaśnić i przewidzieć cechy, gdy rośliny są uprawiane w warunkach naturalnych, chyba że można uzyskać wyraźny wskaźnik środowiskowy w celu ilościowego określenia środowisk. Identyfikacja takich wyraźnych wskaźników środowiskowych z krytycznych okresów wzrostu, które są silnie skorelowane z czasem kwitnienia sorgo i ryżu, umożliwia takie prognozy. Prowadzone są dodatkowe prace, aby wesprzeć przemysł rolniczy, który stoi przed poważnymi wyzwaniami w przewidywaniu ekspresji fenotypowej upraw w zmieniających się środowiskach. Ponieważ wiele upraw wspierających globalne zaopatrzenie w żywność jest uprawianych w wielu różnych środowiskach, zrozumienie i umiejętność przewidywania genotypu upraw na podstawie interakcji środowiska będzie miało zasadnicze znaczenie dla przyszłej stabilności żywności.

Fitohormony a plastyczność liści

Liście są bardzo ważne dla rośliny, ponieważ tworzą aleję, w której może zachodzić fotosynteza i termoregulacja. Ewolucyjnie wkład środowiska w kształt liści pozwolił na stworzenie niezliczonej liczby różnych rodzajów liści. Kształt liścia może być określony zarówno przez genetykę, jak i środowisko. Wykazano, że czynniki środowiskowe, takie jak światło i wilgotność, wpływają na morfologię liści, co rodzi pytanie, w jaki sposób ta zmiana kształtu jest kontrolowana na poziomie molekularnym. Oznacza to, że różne liście mogą mieć ten sam gen, ale prezentować inną formę w zależności od czynników środowiskowych. Rośliny są siedzące, więc ta plastyczność fenotypowa pozwala im pobierać informacje z otoczenia i reagować bez zmiany lokalizacji.

Aby zrozumieć, jak działa morfologia liści, należy zrozumieć anatomię liścia. Główna część liścia, blaszka lub blaszka, składa się z naskórka, mezofilu i tkanki naczyniowej. Naskórek zawiera aparaty szparkowe , które umożliwiają wymianę gazową i kontrolują pocenie się rośliny. Mezofil zawiera większość chloroplastów , w których zachodzi fotosynteza może wystąpić. Rozwój szerokiego ostrza/blaszki może zmaksymalizować ilość światła padającego na liść, zwiększając w ten sposób fotosyntezę, jednak zbyt dużo światła słonecznego może uszkodzić roślinę. Szeroka blaszka może również łatwo złapać wiatr, co może powodować stres dla rośliny, więc znalezienie szczęśliwego podłoża jest konieczne dla sprawności roślin. Genetyczna sieć regulacyjna jest odpowiedzialna za tworzenie tej fenotypowej plastyczności i obejmuje różne geny i białka regulujące morfologię liści. Wykazano, że fitohormony odgrywają kluczową rolę w sygnalizacji w całej roślinie, a zmiany w stężeniu fitohormonów mogą powodować zmiany w rozwoju.

Badania nad gatunkami roślin wodnych Ludwigia arcuata przeprowadzono w celu przyjrzenia się roli kwasu abscysynowego (ABA), ponieważ wiadomo, że L. arcuata wykazuje plastyczność fenotypową i ma dwa różne rodzaje liści, typ nadziemny (liście, które dotykają powietrza ) i typ zanurzony (liście pod wodą). Podczas dodawania ABA do podwodnych pędów L. arcuata , roślina była w stanie wytworzyć liście typu powietrznego pod wodą, co sugeruje, że zwiększone stężenie ABA w pędach, prawdopodobnie spowodowane kontaktem z powietrzem lub brakiem wody, powoduje zmianę typu liścia z zanurzonego na powietrzny. Sugeruje to rolę ABA w zmianach fenotypowych liści i jej znaczenie w regulowaniu stresu poprzez zmiany środowiskowe (takie jak przystosowanie się z przebywania pod wodą do nad wodą). W tym samym badaniu wykazano, że inny fitohormon, etylen, indukuje fenotyp zanurzonych liści, w przeciwieństwie do ABA, który indukował fenotyp liści powietrznych. Ponieważ etylen jest gazem, ma tendencję do pozostawania endogennie w roślinie pod wodą - ten wzrost stężenia etylenu indukuje zmianę z liści powietrznych na zanurzone, a także wykazano, że hamuje produkcję ABA, dodatkowo zwiększając wzrost liści typu zanurzonego. Czynniki te (temperatura, dostępność wody i fitohormony) przyczyniają się do zmian w morfologii liści przez całe życie rośliny i są niezbędne do maksymalizacji sprawności roślin.

Zwierząt

Wykazano rozwojowy wpływ odżywiania i temperatury. Wilk szary ( Canis lupus ) ma szeroką plastyczność fenotypową. Ponadto samce cętkowanych motyli drzewnych mają dwie odmiany: jedną z trzema kropkami na tylnym skrzydle i jedną z czterema kropkami na tylnych skrzydłach. Rozwój czwartej kropki zależy od warunków środowiskowych, a dokładniej od lokalizacji i pory roku. U płazów Pristimantis mutabilis wykazuje niezwykłą plastyczność fenotypową, podobnie jak Agalychnis callidryas których zarodki wykazują fenotypową plastyczność, wykluwając się wcześnie w odpowiedzi na zakłócenia w celu ochrony. Innym przykładem jest pingwin skalny z południa . Pingwiny skalne występują w różnych klimatach i miejscach; Subtropikalne wody wyspy Amsterdam, subantarktyczne wody przybrzeżne Archipelagu Kerguelena i Archipelagu Crozeta . Ze względu na plastyczność gatunkową są w stanie wyrażać różne strategie i zachowania żerowania w zależności od klimatu i środowiska. Głównym czynnikiem wpływającym na zachowanie gatunku jest miejsce, w którym znajduje się pożywienie.

Temperatura

Reakcje plastyczne na temperaturę są istotne wśród organizmów ektotermicznych , ponieważ wszystkie aspekty ich fizjologii są bezpośrednio zależne od ich środowiska termicznego. Jako taka, aklimatyzacja termiczna pociąga za sobą dostosowania fenotypowe, które są powszechnie spotykane we wszystkich taksonach , takie jak zmiany w składzie lipidów błon komórkowych . Zmiana temperatury wpływa na płynność błon komórkowych poprzez wpływ na ruch łańcuchów acylowych glicerofosfolipidów . Ponieważ utrzymanie płynności błony ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania komórki, ektotermy dostosowują skład fosfolipidów swoich błon komórkowych w taki sposób, że zmienia się siła sił van der Waalsa w błonie, utrzymując w ten sposób płynność w różnych temperaturach.

Dieta

Fenotypowa plastyczność układu pokarmowego pozwala niektórym zwierzętom reagować na zmiany w składzie składników odżywczych, jakości diety i zapotrzebowaniu na energię.

Zmiany w składzie składników odżywczych w diecie (proporcja lipidów, białek i węglowodanów) mogą wystąpić podczas rozwoju (np. odsadzenia) lub sezonowych zmian w obfitości różnych rodzajów żywności. Te zmiany w diecie mogą wywołać plastyczność w aktywności poszczególnych enzymów trawiennych na rąbku szczoteczkowym jelita cienkiego . Na przykład w pierwszych dniach po wykluciu pisklęta wróbli domowych ( Passer domesticus ) przejście z diety owadów, bogatej w białko i tłuszcze, na dietę opartą na nasionach, zawierającą głównie węglowodany; tej zmianie diety towarzyszy dwukrotny wzrost aktywności enzymu maltazy trawiącego węglowodany. Aklimatyzacja zwierząt do diet wysokobiałkowych może zwiększyć aktywność aminopeptydazy -N, która trawi białka.

Diety złej jakości (te, które zawierają dużą ilość niestrawnego materiału) mają niższe stężenie składników odżywczych, więc zwierzęta muszą przetwarzać większą całkowitą ilość pokarmu złej jakości, aby uzyskać taką samą ilość energii, jaką uzyskałyby z pokarmu wysokiej jakości. dieta. Wiele gatunków reaguje na dietę niskiej jakości, zwiększając spożycie pokarmu, powiększając narządy trawienne i zwiększając pojemność przewodu pokarmowego (np. norniki preriowe , myszoskoczki mongolskie , przepiórki japońskie , kaczki leśne , krzyżówki ). Diety złej jakości skutkują również niższym stężeniem składników odżywczych w świetle jelita, co może powodować spadek aktywności kilku enzymów trawiennych.

Zwierzęta często spożywają więcej pokarmu w okresach dużego zapotrzebowania na energię (np. laktacja lub ekspozycja na zimno w endotermach ), czemu sprzyja wzrost wielkości i pojemności narządu trawiennego, co jest zbliżone do fenotypu wytwarzanego przez pasze złej jakości. W okresie laktacji koszatniczka pospolita ( Octodon degus ) zwiększa masę wątroby, jelita cienkiego, jelita grubego i jelita ślepego o 15–35%. Zwiększenie spożycia pokarmu nie powoduje zmian w aktywności enzymów trawiennych, ponieważ stężenia składników odżywczych w świetle jelita są określane przez jakość żywności i pozostają nienaruszone. Przerywane karmienie oznacza również czasowy wzrost spożycia pokarmu i może wywołać dramatyczne zmiany w wielkości jelita; pyton birmański ( python molurus bivittatus ) może potroić rozmiar swojego jelita cienkiego zaledwie kilka dni po karmieniu.

AMY2B (alfa-amylaza 2B) to gen kodujący białko, które pomaga w pierwszym etapie trawienia skrobi i glikogenu . Ekspansja tego genu u psów umożliwiłaby wczesnym psom wykorzystanie diety bogatej w skrobię, ponieważ żywiły się odpadami z rolnictwa. Dane wskazują, że wilki i dingo miały tylko dwie kopie genu, a Siberian Husky, który jest związany z łowcami-zbieraczami, miał tylko trzy lub cztery kopie, podczas gdy Saluki, który jest związany z Żyznym Półksiężycem skąd wywodziło się rolnictwo liczyło 29 egzemplarzy. Wyniki pokazują, że współczesne psy mają średnio wysoką liczbę kopii genu, podczas gdy wilki i psy dingo nie. Duża liczba kopii wariantów AMY2B prawdopodobnie istniała już jako stała odmiana u wczesnych psów domowych, ale ostatnio rozszerzyła się wraz z rozwojem dużych cywilizacji rolniczych.

Pasożytnictwo

Zakażenie pasożytami może wywoływać plastyczność fenotypową jako sposób na zrekompensowanie szkodliwych skutków powodowanych przez pasożytnictwo. Zwykle bezkręgowce reagują na kastrację pasożytniczą lub zwiększoną zjadliwość pasożyta kompensacją płodności w celu zwiększenia ich wydajności reprodukcyjnej lub sprawności . Na przykład pchły wodne ( Daphnia magna ), wystawione na działanie mikrosporydianu pasożyty produkują więcej potomstwa we wczesnych stadiach narażenia, aby zrekompensować przyszłą utratę sukcesu reprodukcyjnego. Zmniejszenie płodności może również wystąpić jako sposób przekierowania składników odżywczych do odpowiedzi immunologicznej lub w celu zwiększenia długowieczności żywiciela. Wykazano, że w tej szczególnej formie plastyczności w niektórych przypadkach pośredniczą cząsteczki pochodzące od żywiciela (np. schistosomina u ślimaków Lymnaea stagnalis zakażonych przywrami Trichobilharzia ocellata ), które zakłócają działanie hormonów rozrodczych na narządy docelowe. Uważa się również, że zmiany w wysiłku reprodukcyjnym podczas infekcji są mniej kosztowną alternatywą dla narastania odporności lub obrony przed inwazją pasożytów, chociaż może to nastąpić w połączeniu z reakcją obronną.

Gospodarze mogą również reagować na pasożytnictwo poprzez plastyczność w fizjologii oprócz rozmnażania. Myszy domowe zakażone nicieniami jelitowymi doświadczają zmniejszonego transportu glukozy w jelicie. Aby to zrekompensować, myszy zwiększają całkowitą masę komórek błony śluzowej, komórek odpowiedzialnych za transport glukozy w jelicie. Pozwala to zakażonym myszom na utrzymanie takiej samej zdolności wychwytu glukozy i wielkości ciała, jak myszy niezainfekowane.

Plastyczność fenotypową można również zaobserwować jako zmiany w zachowaniu. W odpowiedzi na infekcję zarówno kręgowce, jak i bezkręgowce praktykują samoleczenie , co można uznać za formę plastyczności adaptacyjnej. Różne gatunki naczelnych zakażonych robakami jelitowymi angażują się w połykanie liści, podczas którego połykają szorstkie, całe liście, które fizycznie usuwają pasożyty z jelita. Dodatkowo liście podrażniają błonę śluzową żołądka , co sprzyja wydzielaniu kwasu żołądkowego i zwiększa motorykę jelit , skutecznie wypłukując pasożyty z organizmu. Termin „samoindukowana plastyczność adaptacyjna” został użyty do opisania sytuacji, w których zachowanie podlegające selekcji powoduje zmiany w cechach podrzędnych, które z kolei zwiększają zdolność organizmu do wykonywania danego zachowania. Na przykład ptaki, które biorą udział w migracji wysokościowej, mogą wykonywać „biegi próbne” trwające kilka godzin, które wywołałyby zmiany fizjologiczne, które poprawiłyby ich zdolność do funkcjonowania na dużych wysokościach.

Gąsienice niedźwiedzia włochatego ( Grammia incorrupta ) zarażone muchami z rodziny tachinowatych zwiększają swoją przeżywalność poprzez spożywanie roślin zawierających toksyny znane jako alkaloidy pirolizydynowe . Fizjologiczne podstawy tej zmiany w zachowaniu są nieznane; jednak możliwe jest, że po aktywacji układ odpornościowy wysyła sygnały do ​​układu smakowego, które wyzwalają plastyczność reakcji żywieniowych podczas infekcji.

Reprodukcja

Wskaźniki wylęgania się kijanek rzekotki czerwonookiej zależą od drapieżnictwa

Rzekotka czerwonooka, Agalychnis callidryas , to nadrzewna żaba (hylid), która mieszka w tropikach Ameryki Środkowej. W przeciwieństwie do wielu żab czerwonooka rzekotka drzewna składa nadrzewne jaja, które są składane na liściach wiszących nad stawami lub dużymi kałużami, a po wykluciu kijanki wpadają do wody poniżej. Jednym z najczęstszych drapieżników spotykanych przez te nadrzewne jaja jest wąż kocie oczy, Leptodeira septentrionalis . Aby uciec przed drapieżnictwem, czerwonooka drzewna żaba rozwinęła formę plastyczności adaptacyjnej, którą można również uznać za plastyczność fenotypową, jeśli chodzi o wiek wylęgowy; sprzęgło jest w stanie wykluć się przedwcześnie i przetrwać poza jajem pięć dni po złożeniu jaj w obliczu bezpośredniego zagrożenia ze strony drapieżników. Sprzęgi jaj pobierają ważne informacje z wibracji odczuwanych wokół nich i wykorzystują je do określenia, czy są zagrożone drapieżnictwem. W przypadku ataku węża lęg identyfikuje zagrożenie na podstawie emitowanych wibracji, które z kolei stymulują wylęganie się niemal natychmiast. W kontrolowanym eksperymencie przeprowadzonym przez Karen Warkentin zaobserwowano tempo wylęgania się i wiek czerwonookich żab drzewnych w lęgach, które były i nie były atakowane przez kociego węża. Kiedy lęg został zaatakowany w wieku sześciu dni, cały lęg wykluł się w tym samym czasie, niemal natychmiast. Jednakże, gdy lęgowi nie grozi drapieżnictwo, jaja wykluwają się stopniowo w czasie, przy czym kilka pierwszych wykluwa się około siedmiu dni po złożeniu jaj, a ostatnie z lęgu około dziesiątego dnia. Badanie Karen Warkentin dalej bada korzyści i kompromisy związane z plastycznością wylęgu czerwonookiej rzekotki drzewnej.

Ewolucja

Zwykle uważa się, że plastyczność jest ewolucyjną adaptacją do zmian środowiskowych, która jest racjonalnie przewidywalna i występuje w ciągu życia pojedynczego organizmu, ponieważ pozwala jednostkom „dopasować” swój fenotyp do różnych środowisk. Jeśli optymalny fenotyp w danym środowisku zmienia się wraz z warunkami środowiskowymi, to zdolność jednostek do wyrażania różnych cech powinna być korzystna i dlatego selekcjonowana . W związku z tym plastyczność fenotypowa może ewoluować, jeśli przystosowanie darwinowskie zostanie zwiększone poprzez zmianę fenotypu. Podobna logika powinna obowiązywać w sztucznej ewolucji próba wprowadzenia plastyczności fenotypowej do sztucznych czynników. Jednak korzyści płynące z plastyczności w zakresie sprawności mogą być ograniczone kosztami energetycznymi odpowiedzi plastycznych (np. Syntetyzowanie nowych białek, dostosowywanie współczynnika ekspresji wariantów izozymów , utrzymywanie maszynerii sensorycznej do wykrywania zmian), a także przewidywalność i niezawodność wskazówek środowiskowych (patrz Hipoteza korzystnej aklimatyzacji ).

Ślimaki słodkowodne ( Physa virgata ) stanowią przykład tego, kiedy plastyczność fenotypowa może być albo adaptacyjna, albo nieprzystosowana . W obecności drapieżnika samogłów błękitnopłetwych , ślimaki te sprawiają, że ich skorupa jest bardziej okrągła i zmniejsza wzrost. Dzięki temu są bardziej odporne na zgniatanie i lepiej chronione przed drapieżnikami. Jednak te ślimaki nie potrafią odróżnić sygnałów chemicznych między samogłowem drapieżnym i niedrapieżnym. W ten sposób ślimaki niewłaściwie reagują na niedrapieżne samogłów, wytwarzając zmieniony kształt muszli i zmniejszając wzrost. Zmiany te, pod nieobecność drapieżnika, czynią ślimaki podatnymi na inne drapieżniki i ograniczają płodność . Dlatego te słodkowodne ślimaki wytwarzają albo adaptacyjną, albo nieprzystosowaną reakcję na sygnał środowiskowy, w zależności od tego, czy drapieżne samogłów są obecne, czy nie.

Biorąc pod uwagę ogromne znaczenie ekologiczne temperatury i jej przewidywalną zmienność w dużych skalach przestrzennych i czasowych, postawiono hipotezę, że adaptacja do zmian termicznych jest kluczowym mechanizmem dyktującym zdolność organizmów do plastyczności fenotypowej. Uważa się, że wielkość zmienności termicznej jest wprost proporcjonalna do zdolności plastycznej, tak że gatunki , które wyewoluowały w ciepłym, stałym klimacie tropików, mają mniejszą zdolność plastyczności w porównaniu z gatunkami żyjącymi w zmiennym klimacie umiarkowanym . siedliska. Nazywany „hipotezą zmienności klimatu”, pomysł ten został poparty kilkoma badaniami zdolności plastycznych na różnych szerokościach geograficznych , zarówno u roślin, jak i zwierząt. Jednak ostatnie badania Drosophila nie wykazały wyraźnego wzoru plastyczności na gradientach równoleżnikowych, co sugeruje, że ta hipoteza może nie być prawdziwa dla wszystkich taksonów lub dla wszystkich cech. Niektórzy badacze proponują, że bezpośrednie miary zmienności środowiskowej, wykorzystujące czynniki takie jak opady, są lepszymi predyktorami plastyczności fenotypowej niż sama szerokość geograficzna.

Eksperymenty selekcyjne i eksperymentalne podejścia ewolucyjne wykazały, że plastyczność jest cechą, która może ewoluować w warunkach doboru bezpośredniego, a także jako skorelowana odpowiedź na selekcję na podstawie średnich wartości poszczególnych cech.

Plastyczność czasowa

Ta sekcja jest fragmentem książki Temporal plastyczność .

Plastyczność czasowa , znana również jako drobnoziarnista adaptacja środowiskowa, jest rodzajem plastyczności fenotypowej, która obejmuje fenotypową zmianę organizmów w odpowiedzi na zmiany w środowisku w czasie. Zwierzęta mogą reagować na krótkoterminowe zmiany środowiskowe zmianami fizjologicznymi (odwracalnymi) i behawioralnymi ; rośliny, które prowadzą siedzący tryb życia, reagują na krótkoterminowe zmiany środowiskowe zarówno zmianami fizjologicznymi, jak i rozwojowymi (nieodwracalnymi).

Plastyczność czasowa ma miejsce w skali czasu obejmującej minuty, dni lub pory roku oraz w środowiskach, które są zarówno zmienne, jak i przewidywalne w ciągu życia jednostki. Plastyczność czasową uważa się za adaptacyjną , jeśli reakcja fenotypowa skutkuje zwiększoną sprawnością . Nieodwracalne zmiany fenotypowe można zaobserwować w metamerach organizmy, takie jak rośliny, które zależą od warunków środowiskowych, w których opracowano każdy metamer. W pewnych okolicznościach wczesna ekspozycja na określone czynniki stresogenne może wpłynąć na to, jak pojedyncza roślina jest w stanie zareagować na przyszłe zmiany środowiskowe (metaplastyczność)).

Plastyczność i zmiany klimatu

Przewiduje się, że w ciągu następnych 100 lat w wyniku działalności człowieka nastąpi bezprecedensowa zmiana klimatu . Plastyczność fenotypowa jest kluczowym mechanizmem, dzięki któremu organizmy radzą sobie ze zmieniającym się klimatem, ponieważ pozwala jednostkom reagować na zmiany w ciągu ich życia. Uważa się, że jest to szczególnie ważne w przypadku gatunków o długim czasie generacji, ponieważ reakcje ewolucyjne w drodze doboru naturalnego mogą nie powodować zmian wystarczająco szybkich, aby złagodzić skutki cieplejszego klimatu.

Północnoamerykańska wiewiórka ruda ( Tamiasciurus hudsonicus ) doświadczyła wzrostu średniej temperatury w ciągu ostatniej dekady o prawie 2°C. Ten wzrost temperatury spowodował wzrost liczebności szyszek świerka białego, głównego źródła pożywienia dla rozrodu zimowego i wiosennego. W odpowiedzi średnia porodu tego gatunku w ciągu całego życia przesunęła się o 18 dni. Obfitość pokarmu wykazywała znaczący wpływ na datę rozrodu poszczególnych samic, co wskazuje na dużą plastyczność fenotypową tej cechy.

Zobacz też

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Scholia ma profil tematyczny dotyczący plastyczności fenotypowej .
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Phenotypic_plasticity&oldid=1136242008 ”