Η διαφορά μεταξύ γονότυπου και φαινοτύπου

Από τον αυστριακό μοναχό Γκρέγκορ Μέντελ έκανε τεχνητή επιλογή η αναπαραγωγή πειραμάτων με τα φυτά του μπιζελιού, η κατανόηση του πώς μεταδίδονται τα γνωρίσματα από τη μία γενιά στην άλλη ήταν ένα σημαντικό πεδίο βιολογίας. Η γενετική χρησιμοποιείται συχνά ως ένας τρόπος εξήγησης εξέλιξη, ακόμα κι αν Κάρολ Δαρβίνος δεν ήξερε πώς λειτούργησε όταν πρωτοεμφανίστηκε με την αρχική Θεωρία της Εξέλιξης. Με την πάροδο του χρόνου, καθώς η κοινωνία ανέπτυξε περισσότερη τεχνολογία, έγινε εμφανής ο γάμος της εξέλιξης και της γενετικής. Τώρα, το πεδίο της Γενετικής είναι ένα πολύ σημαντικό μέρος της Σύγχρονη σύνθεση της Θεωρίας της Εξέλιξης.

Για να κατανοήσουμε πώς η γενετική παίζει ρόλο στην εξέλιξη, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τους σωστούς ορισμούς της βασικής ορολογίας της γενετικής. Δύο τέτοιοι όροι που θα χρησιμοποιηθούν επανειλημμένα είναι γονότυπου και φαινότυπο. Ενώ οι δύο όροι έχουν να κάνουν με τα χαρακτηριστικά που εμφανίζονται από τα άτομα, υπάρχουν διαφορές στις έννοιές τους.

Η λέξη γονότυπου προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις "genos" που σημαίνει "γέννηση" και "τύπος" που σημαίνει "σήμα". Ενώ ολόκληρη η λέξη "γονότυπος" δεν σημαίνει ακριβώς "σημάδι γέννησης" όπως σκεφτόμαστε τη φράση, έχει να κάνει με τη γενετική που ένα άτομο έχει γεννηθεί. Ένας γονότυπος είναι η πραγματική γενετική σύνθεση ή σύνθεση ενός οργανισμού.

Τα περισσότερα γονίδια αποτελούνται από δύο ή περισσότερα διαφορετικά αλλήλων, ή μορφές ενός χαρακτηριστικού. Δύο από αυτά τα αλληλόμορφα έρχονται μαζί για να κάνουν το γονίδιο. Αυτό το γονίδιο εκφράζει έπειτα το όποιο χαρακτηριστικό είναι κυρίαρχο στο ζεύγος. Θα μπορούσε επίσης να δείξει μια ανάμειξη αυτών των χαρακτηριστικών ή να δείξει και τα δύο χαρακτηριστικά εξίσου, ανάλογα με το ποιο χαρακτηριστικό κωδικοποιεί. Ο συνδυασμός των δύο αλληλόμορφων είναι ο γονότυπος ενός οργανισμού.

Ο γονότυπος συμβολίζεται συχνά χρησιμοποιώντας δύο γράμματα. Ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο θα συμβολίζονταν με ένα κεφαλαίο γράμμα, ενώ το υπολειπόμενο αλληλόμορφο παρουσιάζεται με το ίδιο γράμμα, αλλά μόνο υπό μορφή πενιχρού τύπου. Για παράδειγμα, όταν ο Gregor Mendel έκανε τα πειράματά του με φυτά μπιζελιού, είδε τα λουλούδια να είναι μοβ (κυρίαρχα χαρακτηριστικά) ή λευκό (το υπολειπόμενο χαρακτηριστικό). Ένα φυτό μπιζελιού με μοβ άνθη μπορεί να έχει τον γονότυπο PP ή Pp. Ένα φυτό με λευκά άνθη μπιζελιού θα είχε τον γονότυπο pp.

Το χαρακτηριστικό που εμφανίζεται λόγω της κωδικοποίησης στον γονότυπο ονομάζεται φαινότυπο. Ο φαινότυπος είναι τα πραγματικά φυσικά χαρακτηριστικά του οργανισμού. Σε φυτά μπιζελιού, όπως στο παραπάνω παράδειγμα, αν το κυρίαρχο αλληλόμορφο για μοβ λουλούδια είναι παρόν στον γονότυπο, τότε ο φαινότυπος θα είναι μοβ. Ακόμη και αν ο γονότυπος είχε ένα μοβ χρώμα αλληλόμορφο και ένα υπολειπόμενο αλλεπάλιο λευκού χρώματος, ο φαινότυπος θα εξακολουθούσε να είναι μοβ λουλούδι. Το κυρίαρχο πορφυρό αλλήλιο θα κάλυπτε το υπολειπόμενο λευκό αλληλόμορφο σε αυτή την περίπτωση.

Ο γονότυπος του ατόμου καθορίζει τον φαινότυπο. Ωστόσο, δεν είναι πάντα δυνατό να γνωρίζουμε τον γονότυπο εξετάζοντας μόνο τον φαινότυπο. Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του φυτού μπιζέλι με μοβ, δεν υπάρχει κανένας τρόπος να γνωρίζουμε εάν εξετάζουμε ένα μόνο φυτό είτε ο γονότυπος αποτελείται από δύο κυρίαρχα πορφυρά αλλήλια ή ένα κυρίαρχο πορφυρό αλλήλιο και ένα υπολειπόμενο λευκό αλληλόμορφο. Στις περιπτώσεις αυτές, και οι δύο φαινότυποι θα έδειχναν ένα μοβ λουλούδι. Για να καταλάβουμε τον πραγματικό γονότυπο, το οικογενειακό ιστορικό μπορεί να εξεταστεί ή μπορεί να εκτραφεί σε δοκιμαστικό σταυρό με ένα φυτό με λευκά άνθη, και ο απόγονος μπορεί να δείξει αν είχε κρυμμένο ή όχι κρυμμένο αλληλόμορφο. Αν ο δοκιμαστικός σταυρός παράγει οποιουσδήποτε υπολειπόμενους απογόνους, θα έπρεπε να είναι ο γονότυπος του γονικού λουλουδιού ετερόζυγο ή να έχουν ένα κυρίαρχο και ένα υπολειπόμενο αλληλόμορφο.