Fenotypische veranderingen

Het uiterlijk van een organisme wordt een fenotype genoemd. Het fenotype wordt zowel genetisch als door de omgeving gevormd. Natuurlijk fenotypische veranderingen op een organisme worden meestal veroorzaakt door omgevingsinvloeden.

Wat is de fenotypische verandering?

Fenotypische veranderingen kunnen zowel in een enkel organisme als binnen een populatie van organismen optreden. Elk individueel organisme wordt aanvankelijk geboren met een bepaald fenotype, dat wordt bepaald door zijn genetische samenstelling. Wanneer echter rekening wordt gehouden met de genetische samenstelling, wordt het genotype gebruikt. Dit genotype verandert in de loop van het leven voortdurend door omgevingsinvloeden, waardoor het fenotypische uiterlijk ontstaat. Het verandert ook altijd. In dit geval spreken we van modificatie.

Binnen een populatie van levende wezens kunnen genetische veranderingen echter ook leiden tot fenotypische veranderingen in de organismen. Dit zijn processen van epigenetica en evolutie.

Het fenotype omvat alle uiterlijke kenmerken zoals grootte, haarkleur, huidskleur of oogkleur. Interne (fysiologische) eigenschappen hebben betrekking op het functioneren van de interne organen, de opbouw van de spieren en het optreden van bepaalde ziekten. In tegenstelling tot het genotype maken ook gedragskenmerken deel uit van het fenotype.

Sommige kenmerken zijn genetisch bepaald en kunnen niet worden veranderd (bijvoorbeeld de kleur van de ogen). Andere eigenschappen zijn meer variabel en zijn onderhevig aan wijzigingen in de loop van het leven. Dit omvat bijvoorbeeld het gewicht.

Functie en taak

Elk organisme ervaart verschillende fenotypische veranderingen tijdens de fysieke ontwikkeling. Zo treden er al tijdens de menselijke ontwikkeling veranderingen op die tot uiting komen in grootte of geslachtsrijpheid. Deze veranderingen zijn echter genetisch voorgeprogrammeerd. Ze worden onder meer veroorzaakt door interne hormonale veranderingen (bijvoorbeeld tijdens de puberteit).

Hoe deze veranderingen plaatsvinden en welke fenotypische veranderingen optreden, zijn weer afhankelijk van externe invloeden. Naast andere factoren wordt de groei ook beïnvloed door de voedingstoestand. Hoe beter het dieet, hoe groter iemand kan worden. Het lichaamsgewicht is ook erg variabel. Daarnaast is gedrag vooral afhankelijk van de educatieve invloed van ouders en de school en van sociale factoren.

Elke eigenschap is genetisch gecreëerd, maar of deze aanleg wordt opgeroepen, hangt af van omgevingsinvloeden. Er zijn aanleg voor een hoger lichaamsgewicht, voor grootte, maar ook voor bepaalde gedragskenmerken. Veel lichaamskenmerken hebben echter ook in verschillende milieus een andere vorm. Een identieke tweeling met hetzelfde genotype kan zich in verschillende omgevingen totaal anders ontwikkelen. Er kunnen ook afwijkingen in het uiterlijk zijn. De latere manier van leven bepaalt vaak de fysieke fitheid en zelfs de gezondheidsontwikkeling.

Deze fenologische variabiliteit is vaak erg handig. Het maakt een flexibele reactie op verschillende omgevingsinvloeden mogelijk. Mensen kunnen bijvoorbeeld ervaring opdoen en deze in hun gedrag opnemen. Het geleidelijk veranderen van de manier waarop hij op prikkels uit de omgeving reageert, geeft hem de mogelijkheid om flexibel te reageren. Zonder deze flexibiliteit had de menselijke samenleving zich niet op deze manier kunnen ontwikkelen.

De mate waarin het fenotype kan worden beïnvloed door omgevingsinvloeden wordt ook wel de reactienorm genoemd. Deze reactienorm van individuele kenmerken is op zijn beurt genetisch bepaald. Dus is z. B. de variabiliteit van het gewicht in eerdere menselijke populaties was van vitaal belang. Zo kunnen perioden van honger worden overbrugd door eerst lichaamsreserves op te bouwen. In samenlevingen met voldoende voedselvoorziening heeft deze mogelijkheid tot variatie echter zijn noodzaak verloren.

Met de fenotypische veranderingen verandert het genotype van het individuele organisme niet. Volgens de huidige kennis spelen epigenetische processen echter een rol. Als onderdeel van deze processen worden bepaalde genen bij voorkeur geactiveerd en worden andere geïnactiveerd. Epigenetica definieert de grenzen waarbinnen de fenotypische veranderingen van een organisme kunnen bewegen.

Er moet ook worden vermeld dat binnen een populatie van organismen als gevolg van veranderingen in de omgeving, genetische veranderingen (mutaties) die beter zijn aangepast aan de nieuwe omgeving de voorkeur hebben boven verschillende generaties. In dit geval zijn fenotypische veranderingen binnen de populatie ook gebaseerd op echte genetische veranderingen.

Ziekten en aandoeningen

Fenotypische veranderingen zijn niet altijd wenselijk. Dit blijkt vooral uit het voorbeeld van lichaamsgewicht. Het lichaamsgewicht is een zeer variabel lichaamskenmerk, genetisch gezien is er aanleg voor overgewicht, maar bij een normaal caloriedieet en voldoende lichaamsbeweging zal het gewicht niet toenemen. Er zijn echter ook mensen die niet kunnen aankomen omdat de stofwisseling zich aanpast aan de energievoorziening.

Zoals bekend, vormt obesitas een gezondheidsrisico: of bepaalde ziekten uitbreken, hangt af van de levensstijl en andere genetisch bepaalde aanleg. Niet elke zwaarlijvige persoon krijgt bijvoorbeeld diabetes mellitus.

Verder kunnen er erfelijke factoren zijn voor stoornissen in de vetstofwisseling, die echter pas effectief worden bij een bepaalde levensstijl. Hart- en vaatziekten zijn ook afhankelijk van levensstijl, lichaamsgewicht en genetische aanleg.

Daarentegen kan een zeer gezonde levensstijl voorkomen dat een genetisch voorbestemde ziekte uitbreekt. De bijbehorende omgevingscondities hebben vaak ook invloed op de levensduur en de kwaliteit van leven, al blijkt een bepaalde genetische constellatie niet gunstig te zijn.

Zelfs mensen met duidelijk erfelijke ziekten kunnen zich soms heel goed ontwikkelen met goede ondersteuning en therapie. In het geval van de genetische stofwisselingsziekte fenylketonurie hoeft bijvoorbeeld alleen tijdens de kindertijd een speciaal dieet gevolgd te worden, zodat de symptomen niet optreden.

Hormoongerelateerde predisposities kunnen ook tot aanzienlijke fysieke veranderingen leiden. Bij vrouwen kan bijvoorbeeld een verhoogde testosteronproductie in de bijnieren leiden tot een mannelijker uiterlijk. Omgekeerd kunnen bij mannen met een hogere mate van oestrogeenvorming in sommige gevallen secundaire vrouwelijke geslachtskenmerken ontstaan. Dit is echter geen gezondheids- of medische zorg, maar vertegenwoordigt slechts een mogelijkheid tot variatie.De enige nadelen van deze variatie vloeien voort uit de sociale interpretatie dat dit abnormaal is.