نمط ظاهري

النمط الظاهري الموسع

كذلك، وصف ريتشارد دوكينز النمط الظاهري الذي يشمل جميع الآثار التي تحدثها الجينات حولها بما في ذلك الكائنات الحية الأخرى كنمط ظاهري موسع، مثبتًا فكرته بقوله: «يميل سلوك الكائن إلى محاولة الإبقاء على الجينات من أجل الحفاظ على هذا السلوك، سواءً أكانت هذه الجينات موجودة في جسم الكائن ذاته أم لا». مثلًا: كائن حي مثل القندس يعدل بيئته عن طريق بناء سد القندس، يمكن اعتبار هذا السلوك تعبيرًا عن جيناته تمامًا مثل قواطعه الحادة (أسنانه) التي يستعملها لتعديل بيئته. وبالمثل عندما تطعم الطيور متطفلات الأعشاش مثل الوقواق، فإنها توسع نمطها الظاهري دون قصد. وعندما تؤثر النباتات السحلبية على سلوك نحل السحلب لزيادة التلقيح، أو عندما تؤثر الجينات الموجودة في الطاووس على قرارات إناث الطاووس كذلك يتم توسيع النمط الظاهري. حسب رأي دوكينز: يتم اختيار الجينات من خلال آثارها الظاهرية.

الصفات الموروثة وعلم المظاهر

إضافةً إلى ذلك، على الرغم من أنَّ النمط الظاهري هو مجموعة من الخصائص التي يمكن ملاحظتها والتي يظهرها كائن حي، فإن مصطلح الصفات الموروثة يُستعمل في بعض الأحيان للإشارة إلى مجموعة من السمات، في حين يشار إلى دراسة مثل هذه المجموعة بمصطلح علم المظاهر. يعتبر علم المظاهر مجالًا مهمًا للدراسة بسبب إمكانية استخدامه لمعرفة المتغيرات الجينومية التي تؤثر على الأنماط الظاهرية والتي يمكن استخدامها فيما بعد لشرح بعض الصفات مثل الصحة والمرض والصلاحية التطورية. [14] يشكل علم المظاهر جزءًا كبيرًا من مشروع الجينوم البشري.

علاوةً على ذلك، لعلم المظاهر تطبيقات واسعة النطاق في الصناعة الزراعية. فمع تزايد عدد الكائنات الحية بشكل هائل وعدم تناسق أنماط الطقس بسبب الاحتباس الحراري أصبح من الصعب زراعة ما يكفي من المحاصيل لدعم سكان العالم. يمكن التعرف على المزايا الجينومية المفيدة مثل مقاومة الجفاف والحرارة من خلال استخدام علم المظاهر الوراثية لإنشاء المزيد من الكائنات المعدلة وراثيًا.

من جهة ثانية، يعتبر علم المظاهر كذلك نقطة انطلاق هامّة نحو الطب وخاصةً العلاج بالعقاقير. يحتوي هذا التطبيق على أكبر إمكانية لتجنب اختبار الأدوية العلاجية ذات النتائج غير الفعّالة أو غير الآمنة. [18] بمجرد أن تحصل قاعدة البيانات على مزيد من البيانات يمكن استخدام معلومات المريض لتحديد عقاقير معينة مصممة خصيصًا له. مع تطور هذا العلم يزداد احتمال أن تساعد المعرفة الجديدة في تحقيق معالجة المتلازمات العصبية والنفسية.

الاختلاف في النمط الظاهري

في هذا الإطار، النمط الجيني (G) + البيئة (E) + التفاعلات بين النمط الجيني والبيئة (GE)=النمط الظاهري (P)

علاوةً على ذلك، يعتبر الاختلاف في النمط الظاهري (بسبب الاختلاف الوراثي) شرطًا أساسيًا للتطور عن طريق الانتقاء الطبيعي. إنَّ الكائن الحي ككل هو الذي يوجد (أو لا يوجد) في الجيل التالي، لذلك يؤثر الانتقاء الطبيعي على التركيب الوراثي للكائنات بشكل غير مباشر عبر الأنماط الظاهرية. لن يكون هناك تطور عن طريق الانتقاء الطبيعي دون وجود الاختلاف في النمط الظاهري.

من جهة ثانية، غالبًا ما يتم تصور التفاعل بين النمط الجيني والنمط الظاهري من خلال العلاقة التالية:

كذلك، نضرب مثال على التباين العشوائي في ذبابة الفاكهة عدد العيينات والتي قد تختلف (عشوائيًا) بين العين اليسرى واليمنى في فرد واحد بقدر ما تختلف بين الأنماط الجينية المختلفة عمومًا، أو بين الكائنات المستنسخة التي تنشأ في بيئات مختلفة.

النمط الجيني (G) + البيئة (E)=النمط الظاهري (P)

وفي هذا السياق، غالبًا ما تملك الأنماط الجينية مرونة كبيرة في تعديل الأنماط الظاهرية والتعبير عنها، تختلف هذه الأنماط الظاهرية في الكثير من الكائنات اختلافًا كبيرًا في ظل الظروف البيئية المختلفة. تم العثور على النبتة الكندية في بيئتين مختلفتين في السويد. أحد البيئات صخرية ضمن المنحدرات الصخرية بجانب البحر حيث كانت النباتات كثيفة وعريضة الأوراق ذات أزهار واسعة، وبيئة أخرى بين الكثبان الرملية حيث تنمو النباتات على الأرض وتملك أوراق ضيقة وأزهار صغيرة. تتغير هذه البيئات على طول ساحل السويد وتحدد معها النمط الظاهري للنباتات التي تنمو فيها.

يوجد شكل أكثر دقة للعلاقة:

النمط الجيني + البيئة ← النمط الظاهري

وفي هذا السياق، النمط الجيني للكائن الحي هو التعليمات الموروثة التي يحملها في شيفرته الجينية. أن يكون للكائنات الحية نفس النمط الجيني لا يعني أنَّ لها نفس المظهر أو السلوكيات، وذلك لأن النمط الظاهري يتأثر كذلك بالبيئة. والسلوك والمظهر يتغيران بتأثير الظروف البيئية والنمائية. وبالمثل، الكائنات الحية التي تبدو متماثلة ليست بالضرورة ذات أنماط جينية متطابقة.

إضافةً إلى ذلك، أول من عرض هذا التمييز بين النمطين كان ويلهيلم جوهانسن في عام 1911 لتوضيح الفرق بين ما يرثه الكائن الحي، وبين ما ينتج عما يرثه. هذا التمييز مشابه لما افترضه أوغست فايسمان، الذي قام بالتمييز بين germ plasm (المادة الوراثية) والخلايا الجسدية (الجسد). ويجب الانتباه لعدم الخلط بين هذا المفهوم ومبدأ علم الأحياء الجزيئي المركزي الذي أتى به فرنسيس كربك، والذي ينص على أن المعلومات الوراثية الجزيئية تنتقل باتجاه واحد من الدنا إلى البروتين، وليس العكس.

بعض الصعوبات في التعريف

من جهة ثانية، يضيف قسم آخر (السلوك) إلى مفهوم النمط الظاهري من خلال اعتبار السلوكيات خصائص يمكن ملاحظتها. تشمل الأنماط الظاهرية السلوكية الأنماط المعرفية والشخصية والسلوكية. قد تمثل بعض الأنماط الظاهرية السلوكية الاضطرابات النفسية.

من جهة ثانية، يُستعمل مصطلح (النمط الظاهري) في بعض الأحيان بشكل خاطئ باعتباره اختصارًا للاختلاف بين النمط الظاهري والنمط البيئي، مما أدى إلى ظهور عبارة عبثية مفادها أنَّ الطفرة لا تملك نمط ظاهري.

من جانب آخر، على الرغم من تعريفه الواضح ظاهريًا فإن مفهوم النمط الظاهري قد أخفى تفاصيل كثيرة دقيقة. قد يبدو أنَّ أي شيء يعتمد على النمط الجيني هو نمط ظاهري بما في ذلك الجزيئات مثل الحمض النووي الريبي والبروتينات. أغلب الجزيئات والهياكل المشفرة بواسطة المادة الوراثية غير مرئية في شكل الكائن الحي ولكن يمكن ملاحظتها (مثلًا عن طريق لطخة ويسترن) وبالتالي فهي جزء من النمط الظاهري، تعتبر مجموعات الدم البشري مثال على ذلك. قد يبدو أن ذلك يتعدى الشروحات الأصلية للمفهوم بتركيزه على أعضاء الكائن (الحي) في حد ذاته. وفي كلتا الحالتين يشمل مصطلح النمط الظاهري سمات وخصائص يمكن ملاحظتها أو سمات يمكن رؤيتها بواسطة بعض الطرق التقنية. يوجد قسم مهم من هذه الفكرة هو وجود جزيئات عضوية أو مستقلبات تنتجها كائنات حية من خلال التفاعلات الكيميائية للأنزيمات.