表现型
biǎo xiàn xíng
表现型是生物体可观察到的特征,由其基因型与环境相互作用而产生。
Definition
表现型是生物体实际的外观或行为方式,也就是你能够观察到的性状,例如棕色的眼睛或高大的豌豆植株,它是生物体基因型与环境相互作用的结果。对于一个完全显性的性状,显性纯合和杂合基因型会产生完全相同的表现型,因此单因子杂交会产生$3:1$的表现型比例,尽管其背后的基因型比例是$1:2:1$。更正式地说,表现型涵盖了从分子层面(蛋白质丰度、代谢物水平)到生物体层面(形态、生理、行为)的一切被表达出来的特征,在数量遗传学中被概括为$V_P = V_G + V_E + V_{GE}$;一个基因型在不同环境中产生不同表现型的能力,被称为表型可塑性,用反应规范来描述;自然选择直接作用于表现型,而对选择的响应则取决于其中有多少变异属于加性遗传变异。
Example
基因型完全相同的绣球花,在酸性土壤中开出蓝色的花,在碱性土壤中则开出粉色的花;暹罗猫携带一种对温度敏感的等位基因,只会使耳朵和尾巴等体温较低的部位毛发变深。育种者方程$R = h^2 S$预测,如果选择身高比种群均值高出$10\ \text{cm}$的亲本,且遗传力$h^2 = 0.5$,那么后代的平均身高会比亲本群体均值高出$5\ \text{cm}$;苯丙酮尿症患者如果按正常饮食生活,会表现出严重的表现型,但如果从出生起就限制苯丙氨酸的摄入,表现型则几乎正常。
Key Insight
同卵双胞胎拥有相同的基因型,却不会拥有完全相同的表现型,因为指纹乃至某些疾病的发生情况,都会因环境和偶然因素而有所不同。基因设定的是一系列可能的结果范围,而不是一个固定不变的命运,这也是为什么医学、营养和教育能够在不改变DNA的情况下改变结果的原因。