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Phänotyp
Phänotypen und phänotypische Variationen werden durch das Zusammenwirken von Erbanlagen und Umweltfaktoren (Modifikation) bestimmt. Inwieweit der Phänotyp durch …
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Definition und Entstehung
Der Phänotyp, auch Erscheinungsbild genannt, ist in der Genetik die Gesamtheit aller Merkmale eines Organismus. Dazu gehören nicht nur morphologische Merkmale, also Merkmale des Körperbaus und der äußeren Gestalt, sondern auch physiologische Eigenschaften wie Körperfunktionen und gegebenenfalls Verhaltensmerkmale.
Der Phänotyp entsteht durch das Zusammenwirken des Genotyps, also der genetischen Ausstattung eines Organismus, und der Umwelt. Umweltbedingte Veränderungen des Erscheinungsbildes werden als Modifikationen bezeichnet. Wie stark die Umwelt den Phänotyp beeinflussen kann, hängt von der Reaktionsnorm ab. Sie beschreibt den genetisch festgelegten Bereich möglicher Ausprägungen eines Merkmals unter unterschiedlichen Umweltbedingungen. Die Fähigkeit, auf Umwelteinflüsse zu reagieren, ist somit selbst durch den Genotyp bestimmt.
Verfahren, die aus dem Erbgut beziehungsweise der individuellen Desoxyribonukleinsäure (DNA) Rückschlüsse auf den Phänotyp eines Menschen oder anderen Individuums ziehen, heißen DNA-Phänotypisierung.
Veränderbarkeit durch die Umwelt
Die phänotypische Plastizität beschreibt das Maß, in dem der Phänotyp durch Umweltbedingungen beeinflusst werden kann. Hohe Plastizität, auch große Variationsbreite oder Modifikabilität genannt, bedeutet, dass Umwelteinflüsse während der individuellen Entwicklung starke Veränderungen des Erscheinungsbildes hervorrufen können. Bei geringer Plastizität ist der Phänotyp dagegen weitgehend durch den Genotyp vorherbestimmt und lässt sich unabhängig von besonderen Umweltbedingungen vergleichsweise zuverlässig aus ihm vorhersagen.
Ein Beispiel liefern die Larven zweier Molcharten. Wenn sie Räuber wie Libellenlarven wahrnehmen, vergrößern sich Kopf und Schwanz im Verhältnis zum Körper; außerdem wird ihre Haut dunkler pigmentiert. Dieser Phänotyp verbessert ihre Überlebenschancen gegenüber den Räubern, führt jedoch dazu, dass die Larven langsamer wachsen als andere Phänotypen.
Auch genetisch identische Pflanzen, beispielsweise Stecklinge, können aufgrund unterschiedlicher Umweltbedingungen an verschiedenen Standorten völlig verschiedene Wuchsformen entwickeln. Solche durch Umwelteinflüsse hervorgerufenen phänotypischen Veränderungen sind Modifikationen.
Umweltbedingte Nachahmung einer Mutation
Eine Phänokopie entsteht, wenn ein exogener, also von außen wirkender und nicht erblicher Faktor einen Organismus während einer bestimmten Entwicklungsperiode beeinflusst. Dadurch kann sich ein Merkmal genauso ausbilden, wie es sonst infolge einer genetischen Veränderung, also einer Mutation, auftreten würde. Obwohl das sichtbare oder messbare Merkmal einer genetisch verursachten Ausprägung entspricht, wurde es in diesem Fall durch einen äußeren Faktor hervorgerufen.
Kurzfristige Reaktion im Tierversuch
Im biomedizinischen Bereich wird das Modell des Phänotyps gelegentlich um den Dramatyp erweitert, fast immer im Zusammenhang mit Tiermodellen in Tierversuchen. Der Begriff wurde 1959 von William M. S. Russell und Rex L. Burch eingeführt.
Der Dramatyp bezeichnet vor allem die physiologische Reaktion eines Organismus auf seine unmittelbare, augenblickliche Umgebung. Damit unterscheidet er sich vom Phänotyp, dessen Entwicklung über einen längeren Zeitraum betrachtet wird. Kenntnisse über den Dramatyp helfen dabei, Versuchsbedingungen besser zu standardisieren. Dadurch lässt sich die Reproduzierbarkeit erhöhen, also die Wahrscheinlichkeit, dass eine Wiederholung eines Versuchs unter gleichen Bedingungen zu vergleichbaren Ergebnissen führt.
