Từ "kiểu hình" có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp và được dịch (theo nghĩa đen) là "khám phá", "tiết lộ". Ý nghĩa thực tế của khái niệm này là gì?
Kiểu hình là gì? Định nghĩa
Kiểu hình nên được hiểu là một tập hợp các đặc điểm vốn có ở một cá thể ở một giai đoạn phát triển cụ thể. Tập hợp này được hình thành trên cơ sở kiểu gen. Đối với sinh vật lưỡng bội, sự biểu hiện của các gen trội là tính trạng. Định nghĩa chính xác hơn kiểu hình là gì, người ta nên nói về tổng thể các dấu hiệu bên trong và bên ngoài của một sinh vật có được trong quá trình phát triển cá thể (hình thành).
Thông tin chung
Mặc dù có định nghĩa khá chính xác về kiểu hình là gì, nhưng khái niệm của nó có một số điều không chắc chắn. Hầu hết các cấu trúc và phân tử được mã hóa bởi vật liệu di truyền không được tìm thấy ở hình dáng bên ngoài của sinh vật. Tuy nhiên, chúng là một phần của kiểu hình. Một ví dụ sẽ là kiểu hình máu của con người. Về vấn đề này, theo một số tác giả, định nghĩa cũng nên bao gồm những đặc điểm có thể thu được bằng cách sử dụng các quy trình chẩn đoán, y tế hoặc kỹ thuật. Hơnmột phần mở rộng hơn nữa triệt để có thể bao gồm các hành vi mắc phải, và nếu cần, ảnh hưởng của sinh vật đối với môi trường và các sinh vật khác. Vì vậy, ví dụ, răng cửa và răng của hải ly có thể bị nhầm lẫn với kiểu hình của chúng.
Tính năng chính
Xác định kiểu hình là gì, chúng ta có thể nói về một số "loại bỏ" thông tin di truyền đối với các yếu tố môi trường. Như một phép gần đúng đầu tiên, hai đặc điểm cần được xem xét:
- Chiều của kiểu hình. Tính năng này cho biết số lượng hướng "ra ngoài", đặc trưng cho số lượng các yếu tố môi trường.
- Dấu hiệu thứ hai cho biết mức độ nhạy cảm của kiểu hình với điều kiện môi trường. Mức độ này được gọi là phạm vi.
Kết hợp lại, những đặc điểm này cho thấy sự phong phú và đa dạng của kiểu hình. Tập hợp các đặc điểm cá thể càng đa chiều, các dấu hiệu càng nhạy cảm và chúng càng xa kiểu gen thì càng phong phú. Vì vậy, ví dụ, nếu chúng ta so sánh kiểu hình của vi khuẩn, giun đũa, ếch, người, thì "của cải" trong chuỗi này tăng lên. Điều này có nghĩa là kiểu hình của con người phong phú hơn.
Bối cảnh lịch sử
Năm 1909, Wilhelm Johansen (một nhà khoa học Đan Mạch) lần đầu tiên - kết hợp với khái niệm kiểu gen - đã đề xuất định nghĩa kiểu hình. Điều này giúp bạn có thể phân biệt tính di truyền với kết quả của việc thực hiện nó. Ý tưởng về sự khác biệt cũng có thể được bắt nguồn từ công trình của Mendel và Weismann. Đồng thời, sau này phân biệt soma vàtế bào sinh sản ở sinh vật đa bào. Bộ nhiễm sắc thể nhận từ bố mẹ được chứa trong nhân tế bào. Nhiễm sắc thể mang một phức hợp các gen đặc trưng của một loài cụ thể nói chung và một sinh vật nói riêng. Gen chứa thông tin về các protein có thể được tổng hợp, cũng như về các cơ chế xác định và điều hòa sự tổng hợp trên thực tế. Điều gì xảy ra sau đó? Trong quá trình hình thành, các gen được bật tuần tự và các protein mà chúng mã hóa được tổng hợp. Kết quả là, sự hình thành và phát triển tất cả các thuộc tính và đặc điểm của sinh vật tạo nên kiểu hình của nó xảy ra. Nói cách khác, một "sản phẩm" nào đó có được từ việc thực hiện chương trình di truyền có trong kiểu gen.
Ảnh hưởng của điều kiện bên ngoài đến sự phát triển của các tính trạng cá nhân
Cần lưu ý rằng kiểu gen không phải là yếu tố rõ ràng quyết định kiểu hình. Ở mức độ này hay mức độ khác, việc hình thành một tập hợp các đặc điểm cá nhân cũng sẽ phụ thuộc vào môi trường lưu trú, tức là vào các yếu tố bên ngoài. Trong các điều kiện khác nhau, kiểu hình có sự khác biệt rõ rệt. Vì vậy, ví dụ, loại bướm "arashnia" sinh hai con mỗi năm. Những cá thể xuất hiện từ nhộng được khắc nhiệt (mùa xuân) khác hẳn với những cá thể xuất hiện vào mùa hè. Kiểu hình của cây cũng có thể khác nhau. Ví dụ, trong không gian mở, những cây thông đang lan rộng, và trong rừng, chúng mảnh mai và cao lớn. Trong mao lương nước, hình dạng của chiếc lá phụ thuộc vào vị trí của nó - trong không khí hay trong nước.
Mối quan hệ giữa kiểu hình và kiểu gen
Khả năng thay đổi, được cung cấp bởi chương trình di truyền, được gọi là tốc độ phản ứng. Theo quy luật, các điều kiện sống của các loài càng đa dạng thì quy phạm này càng rộng. Trong trường hợp môi trường khác hẳn so với môi trường mà loài đó thích nghi, thì sự vi phạm xảy ra trong quá trình phát triển của sinh vật và chúng sẽ chết. Các tính trạng của kiểu hình không phải lúc nào cũng phản ánh các alen lặn. Nhưng đồng thời chúng cũng được bảo tồn và có thể truyền cho con cháu. Thông tin này cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình tiến hóa. Chỉ có kiểu hình tham gia vào chọn lọc tự nhiên, còn kiểu gen được truyền cho đời con và tiếp tục tồn tại trong quần thể. Sự tương tác không chỉ giới hạn ở mối quan hệ giữa các alen lặn và trội - nhiều gen tương tác với nhau.
