Bioloģiskā iezīme: definīcija, piemēri, fenotips un pārmantojamība

Uzzini, kas ir bioloģiskā iezīme — definīcija, fenotips, piemēri un pārmantojamība ar skaidriem piemēriem un Mendela likumu skaidrojumu.

Raksturīga iezīme bioloģijā ir dzīvas būtnes īpašība vai pazīme — jebkura organisms raksturīga anatomiska, fizioloģiska vai uzvedības īpatnība. Tā ir organisma fenotipa daļa.

Katrai dzīvai būtnei, sākot no sīkiem organismiem, piemēram, baktērijām, līdz pat augiem, dzīvniekiem un cilvēkiem, piemīt dažas īpašības, kas to padara atšķirīgu no citām sugām vai individuāli no citiem tās sugas locekļiem. Piemēram, ziloņam ir ilkņi, liels izmērs un svars, lielas ausis un ļoti lieli ilkņi (utt.). Tās ir raksturīgas Āfrikas un Indijas ziloņiem un ilustrē anatomiskas iezīmes, kas definē sugas ārējo izskatu un funkciju.

Biologi šīs iezīmes sauc arī par īpašībām. Dzīva būtne ir veidota noteiktā veidā — tā ir tās anatomija, tās uzbūve jeb ķermenis. Fiziskā struktūra darbojas noteiktā veidā; tā ir tās funkcija, veids, kā darbojas tās ķermenis. Arī dzīvnieks rīkojas noteiktā veidā; tā ir tā uzvedība. Visas šīs pamatīpašības ir iezīmes, un tās var būt gan sugas līmenī, gan individuāli atšķirīgas iekš vienas sugas.

Piemēri

• Žirafēm ir anatomiska iezīme — garš kakls. Šī īpašība piemīt visām žirafēm un saistīta ar to pārtikas iegūšanas stratēģiju.
• Putnu fizioloģiskā funkcija ir dēt olas, lai iegūtu pēcnācējus. Šī reproduktīvā iezīme raksturīga visiem putniem.
• Vilku uzvedībā ir ierasts dzīvot un medīt baros; tai pašai sugas radiniekiem, piemēram, kaķiem, uzvedība biežāk ietver patstāvīgu vai mazāk sociālu dzīvesveidu. Šīs uzvedības iezīmes ir svarīgas sugu ekologijā un sadzīvē.

Fenotips un genotips

Organisma pazīmju kopums ir tā fenotips — redzamās vai mērāmajās īpašības, kas rodas no gēnu darbības, bioloģiskajām sistēmām un vides ietekmes. Fenotips var ietvert morfoloģiju, fizioloģiju, biokīmiju un uzvedību. Fenotipu nosaka organisma ģenētiskais materiāls — genotips — kā arī vides faktori un to mijiedarbība.

Gēni un to dažādas variācijas (alēles) veido pamatu iezīmju pārmantošanai. Tomēr daudzas iezīmes nav noteiktas ar vienu gēnu; tās var būt poligēnas (daudzu gēnu kopdarbība) vai pakļauties epistāzei (gēnu savstarpējai ietekmei).

Pārmantojamība — Mendels un tālāk

Īpašības ir pārmantojamas: tās var tikt nodotas no paaudzes paaudzē ar gēnu palīdzību. Mendeļa darbs bija saistīts ar pazīmju pārmantojamību zirņu augiem; viņš parādīja, ka daudzas pazīmes tiek nodotas atbilstoši noteiktiem likumiem (dominance, segregācija un neatkarīga sadalīšanās). Mūsdienu ģenētika šo izpratni paplašina ar informāciju par DNS, mutācijām, hromosomu pārnesi un molekulārajiem mehānismiem.

Pārmantojamības jēdziens praksē nozīmē, cik liela daļa fenotipa izmaiņu populācijā varētu būt izskaidrojama ar ģenētiskajām atšķirībām. Kvantitatīvā ģenētikā runā par platajā (broad-sense) un šaurajā (narrow-sense) heritabilitāti, kas palīdz novērtēt ģenētiskā un vides ieguldījuma proporciju.

Dažādi iezīmju tipi

• Anatomiskas — ķermeņa forma, orgānu izmēri (piem., garš kakls, ilkņi).
• Fizioloģiskas — reproduktīvās funkcijas, vielmaiņa (piem., olu dēšana putniem).
• Uzvedības — sociālā struktūra, medību taktikas (piem., dzīvošana baros vai vientuļi).
• Biokemiskas un molekulāras — fermentu aktivitāte, DNS sekvence (piem., antibiotiku izturība baktērijām).
• Kvantiatīvās — pakāpeniskas variācijas traits, piemēram, cilvēka augums vai augļu masa augos, parasti ietekmē vairāki gēni un vide.

Vides ietekme un fenotipa plastiicība

Ne visas iezīmes ir pilnībā ģenētiskas. Vides faktori — uzturs, temperatūra, stresa iedarbība, sociālie apstākļi — var būtiski ietekmēt fenotipu. Daudzas iezīmes parāda fenotipa plastiicību, tas ir, spēja mainīt izpausmi atkarībā no vides. Ir arī epigenētiski mehānismi, kas maina gēnu izpausmi bez DNS secības izmaiņām un var ietekmēt pazīmju pārmantošanu īsākā laika skala.

Mantošanas modeļi un sarežģītība

Vienkāršos gadījumos īpašības tiek pārmantotas kā dominējošas vai recesīvas, kā to aprakstīja Mendels. Taču daudzos gadījumos iezīmes ir sarežģītākas: tās var būt poligēnas (daudzi gēni kopā), pakļauties pleiotropijai (viens gēns ietekmē vairākas īpašības), epistāzei un gēnu–vides mijiedarbībām.

Kā zinātnieki pēta iezīmes

Pētnieki izmanto dažādas metodes, lai izprastu iezīmju cēloņus un pārmantojamību: ģenētiskos krustojumus (eksperimentālās hibridizācijas), familie un pedigrē analīzi, dvīņu un adopcijas pētījumus cilvēkos, molekulārās metodes (DNS sekvenēšana, Genome-Wide Association Studies — GWAS), kā arī kvantitatīvās ģenētikas pieejas un QTL kartēšanu. Šīs metodes palīdz noteikt gan gēnus, kas ietekmē iezīmes, gan to relatīvo ietekmi.

Evolūcija un adaptācija

Iezīmes nav tikai aprakstošas — uz tām tiecas dabiskā izvēle. Ja iezīme palielina organisma izdzīvošanas vai vairošanās panākumus noteiktā vidē, tā var izplatīties populācijā un kļūt par adaptāciju. Tāpēc izpratne par iezīmju ģenētisko pamatu un vides kontekstu ir būtiska, lai saprastu sugu evolūciju un bioloģisko daudzveidību.

Kopsavilkumā — bioloģiskā iezīme ir jebkura organisms raksturojoša īpašība, ko veido gēnu darbība, vides ietekme un to mijiedarbība. Izpēte par iezīmju izcelsmi, pārmantojamību un funkcionālo nozīmi palīdz izprast dzīvo būtņu daudzveidību, veselību un evolūcijas procesus.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir iezīme vai raksturs bioloģijā?

J: Kādi ir daži pazīmju piemēri?

J: Vai iezīmes ir pārmantojamas?

J: Ko Mendelis pētīja par pazīmju iedzimtību?

J: Kā biologi apzīmē visu organisma pazīmju grupu?

Vai visiem sugas locekļiem ir kopīgas pamatīpašības?

J: Vai noteiktas uzvedības formas var uzskatīt par organisma pazīmju daļu?

Meklēt pēc burta