Zmienność ekofenotypowa

Zmienność ekofenotypowa („ekofenotyp”) odnosi się do zmienności fenotypowej jako funkcji stacji życiowej. W przypadku gatunków o szerokim zasięgu wpływ dziedziczności i środowiska nie zawsze jest pewny, ale ich wzajemne oddziaływanie można czasami określić eksperymentalnie.

Rośliny

Rośliny wykazują najbardziej oczywiste przykłady zmienności ekofenotypowej. Jednym z przykładów są drzewa rosnące w lasach o długich, prostych pniach, z rozgałęzionymi koronami wysoko w koronie, podczas gdy ten sam gatunek rosnący samotnie na otwartej przestrzeni rozwija rozłożystą formę, rozgałęziającą się znacznie niżej od ziemi. Genotypy często mają dużą elastyczność w modyfikacji i ekspresji fenotypów ; w wielu organizmach te fenotypy są bardzo różne w różnych warunkach środowiskowych. Roślina Hieracium umbellatum rośnie w dwóch różnych siedliskach w Szwecji. Jednym z siedlisk są skaliste klify nadmorskie, gdzie rośliny są krzaczaste z szerokimi liśćmi i rozwiniętymi kwiatostanami ; drugi znajduje się wśród wydm, gdzie rosną rośliny o wąskich liściach i zwartych kwiatostanach. Siedliska te występują naprzemiennie wzdłuż wybrzeża Szwecji, a siedlisko, w którym lądują nasiona H. umbellatum, określa fenotyp, który rośnie. Rośliny inwazyjne, takie jak wiciokrzew , mogą się rozwijać, zmieniając swoją morfologię w odpowiedzi na zmiany w środowisku, co daje im przewagę konkurencyjną. Innym przykładem fenotypowej reakcji roślin i adaptacji do środowiska jest sposób, w jaki Thlaspi caerulescens może absorbować metale w glebie, aby wykorzystać je do obrony przed szkodliwymi drobnoustrojami i bakteriami w liściach. Bardziej natychmiastowe reakcje roślin naczyniowych na ich środowisko, na przykład zdolność winorośli do dostosowania się do ściany lub drzewa, na którym rośnie, zwykle nie są uważane za ekofenotypowe, chociaż mechanizmy mogą być ze sobą powiązane.

Zwierząt

Ponieważ zwierzęta są znacznie mniej plastyczne niż rośliny, godna uwagi jest zmienność ekofenotypowa. W przypadku napotkania może powodować zamieszanie w identyfikacji, jeśli nie jest przewidywany. Najbardziej oczywistymi przykładami są ponownie powszechne obserwacje, takie jak karłowatość ryb akwariowych żyjących w ograniczonym środowisku. W rozmnażaniu bezpłciowym rodzic przekazuje cały genom następnemu pokoleniu. Jedynym źródłem zmienności genetycznej są mutacje genów. W rozmnażaniu płciowym każdy rodzic przekazuje potomstwu połowę swojego genomu; w ten sposób potomstwo zawiera mieszankę materiału genetycznego. Adaptacje to cechy, które zwiększają przystosowanie, siłę napędową doboru naturalnego. Poziom dopasowania związany z allelem można ustalić jedynie przez porównanie z alternatywnymi allelami. Cechy, które zwiększają wskaźnik przeżycia gatunku, przyczyniają się do sprawności zwierzęcia, ale selekcja będzie faworyzować takie cechy tylko wtedy, gdy przeżycie poprawi sukces reprodukcyjny organizmu. Bardziej interesujące są przykłady, w których związek przyczynowy jest mniej jasny. Wśród mięczaków przykłady obejmują gatunek ślimaka muricid Nucella lamellosa , który w wzburzonych, płytkich wodach jest generalnie mniej kolczasty niż w głębszych, spokojnych wodach. U małży słodkowodnych Unionid występują jeziora, małe rzeki i duże formy rzeczne kilku gatunków. Na kręgowcach eksperymenty na myszach wykazały skrócenie uszu i ogonów w odpowiedzi na hodowlę w niższej temperaturze, zjawisko znane jako reguła Allena .

ludzie

U ludzi bierze się pod uwagę różnice środowiskowe wynikające z wyborów stylu życia, na przykład różnice między kimś, kto spędza dużo czasu na kanapie przed telewizorem, z piwem w ręku, a osobą, która spędza czas na siłowni lub na boisku piłkarskim, mogą być brane pod uwagę wyraźny. Franz Boas odkrył, że indeks głowowy był do pewnego stopnia zależny od miejsca urodzenia dziecka, niezależnie od dziedzictwa genetycznego lub kulturowego dziecka. Innym sposobem, w jaki różnice środowiskowe mogą powodować zmiany fizyczne i/lub behawioralne, jest narażenie na duży poziom stresu , powodujący szeroki zakres skutków. Udowodniono, że chroniczny stres powoduje problemy zdrowotne u wielu osób. „Próby poradzenia sobie ze strachem lub odrzuceniem we wczesnym dzieciństwie… ustanawiają psychologiczne wzorce zachowań na późniejsze życie danej osoby. Te zachowania z kolei wpływają na zaburzenia równowagi biochemicznej w systemach neuronalnych mózgu. Te zmienione zaburzenia równowagi z kolei wzmacniają zachowania, a cykl żywi się sam”. "Ciało reaguje biochemicznie na nadmierny stres, próbując odzyskać zdrową równowagę dynamiczną" ; „W stresujących sytuacjach psychologicznych można włączyć hormony, aby zaradzić nierównowadze, w jakiej znajduje się organizm”.

W Ogólnym Zespole Adaptacyjnym, będącym biologiczną odpowiedzią na stres, wyróżnia się trzy etapy. 1.) „Akcja alarmowa” – przyspiesza tętno, wzrasta poziom cukru we krwi, rozszerzają się źrenice i spowalnia trawienie. 2.) Faza „Oporu” lub „Adaptacji” – Organizm próbuje naprawić uszkodzenia, które spowodowały stan alarmowy. 3.) „Etap wyczerpania” – Ciało choruje; Psychicznie, prawdopodobnie przez nerwicę lub nawet zaburzenia psychotyczne, lub fizycznie, mając możliwość wywołania kilku rodzajów chorób sercowo-naczyniowych i nerek oraz dość często niektórych form astmy .