Phänotypische Veränderungen

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 30. Januar 2017
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Das Erscheinungsbild eines Organismus wird als Phänotyp bezeichnet. Dabei ist der Phänotyp sowohl genetisch als auch von der Umwelt geprägt. Natürliche phänotypische Veränderungen an einem Organismus werden in der Regel durch Umwelteinflüsse verursacht.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die phänotypische Veränderung?

Phänotypische Veränderungen können sowohl bei einem einzelnen Organismus als auch innerhalb einer Population von Organismen auftreten. Jeder einzelne Organismus wird zunächst mit einem bestimmten Phänotyp geboren, der durch seine genetische Ausstattung bedingt ist. Bei der reinen Berücksichtigung der genetischen Ausstattung wird jedoch vom Genotyp gesprochen. Im Laufe des Lebens wird dieser Genotyp stetig durch Umwelteinflüsse verändert, wodurch die phänotypische Erscheinung bedingt ist. Auch sie ist stets im Wandel. In diesem Fall wird von Modifikation gesprochen.

Innerhalb einer Population von Lebewesen kann es jedoch auch durch genetische Veränderungen zu phänotypischen Veränderungen der Organismen kommen. Dabei handelt es sich um Prozesse der Epigenetik und Evolution.

Zum Phänotyp zählen alle äußerlichen Erscheinungen wie Größe, Haarfarbe, Hautfarbe oder Augenfarbe. Innerliche (physiologische) Eigenschaften betreffen die Funktionsweise der inneren Organe, den Aufbau der Muskulatur und auch das Auftreten bestimmter Erkrankungen. Im Unterschied zum Genotyp zählen insbesondere auch Verhaltensmerkmale zum Phänotyp.

Manche Eigenschaften sind genetisch festgelegt und können nicht verändert werden (z. B. die Augenfarbe). Andere Eigenschaften sind variabler und unterliegen im Laufe des Lebens Modifikationen. Dazu zählt beispielsweise das Gewicht.

Funktion & Aufgabe

Jeder einzelne Organismus erfährt während der körperlichen Entwicklung mehrere phänotypische Veränderungen. Bereits bei der Entwicklung des Menschen treten beispielsweise Veränderungen auf, die sich in seiner Größe oder Geschlechtsreife äußern. Diese Veränderungen sind jedoch genetisch vorprogrammiert. Sie werden unter anderem durch innere Hormonumstellungen (z. B. während der Pubertät) hervorgerufen.

Wie diese Veränderungen vonstattengehen und welche phänotypischen Veränderungen auftreten, ist aber wiederum von äußeren Einflüssen abhängig. So wird das Wachstum neben anderen Faktoren auch vom Ernährungszustand beeinflusst. Je besser die Ernährung ist, desto größer kann der Mensch werden. Das Körpergewicht ist ebenfalls sehr variabel. Zudem ist das Verhalten hauptsächlich vom erzieherischen Einfluss der Eltern und der Schule sowie von sozialen Faktoren abhängig.

Jedes Merkmal ist genetisch angelegt, ob diese Veranlagung jedoch abgerufen wird, hängt von den Umwelteinflüssen ab. So gibt es Prädispositionen für ein höheres Körpergewicht, für die Größe, aber auch für bestimmte Verhaltensmerkmale. Viele Körpereigenschaften prägen sich jedoch in unterschiedlichen Milieus auch verschieden aus. So können sich eineiige Zwillinge, welche den gleichen Genotyp besitzen, in verschiedenen Umwelten völlig unterschiedlich entwickeln. Auch beim Aussehen kann es Abweichungen geben. Die spätere Lebensweise entscheidet oft über die körperliche Fitness und sogar über die gesundheitliche Entwicklung.

Natürliche phänotypische Veränderungen an einem Organismus werden in der Regel durch Umwelteinflüsse verursacht.

Diese phänologische Variabilität ist oft sehr nützlich. Sie ermöglicht eine flexible Reaktion auf unterschiedliche Umwelteinflüsse. Der Mensch kann beispielsweise Erfahrungen sammeln und diese in sein Verhalten einbauen. Durch die allmähliche Veränderung seiner Reaktionsweise auf Umweltreize bildet sich für ihn die Möglichkeit, flexibel zu reagieren. Ohne diese Flexibilität hätte sich die menschliche Gesellschaft in dieser Form nicht entwickeln können.

Das Maß der Beeinflussbarkeit des Phänotyps durch Umwelteinflüsse wird auch als Reaktionsnorm bezeichnet. Diese Reaktionsnorm einzelner Merkmale ist wiederum genetisch festgelegt. So ist z. B. die Variabilität des Gewichtes bei früheren Menschenpopulationen lebensnotwendig gewesen. Etwa konnten Hungerperioden überbrückt werden, indem zunächst Körperreserven angelegt wurden. In Gesellschaften mit ausreichender Nahrungsversorgung hat diese Variationsmöglichkeit jedoch ihre Notwendigkeit verloren.

Bei den phänotypischen Veränderungen wird der Genotyp des einzelnen Organismus nicht verändert. Allerdings spielen nach aktuellen Erkenntnissen epigenetische Prozesse eine Rolle. Im Rahmen dieser Prozesse werden bestimmte Gene bevorzugt aktiviert und andere inaktiviert. Die Epigenetik steckt die Grenzen ab, in denen sich die phänotypischen Veränderungen eines Organismus bewegen können.

Es soll noch erwähnt werden, dass innerhalb einer Population von Organismen durch Veränderung der Umwelt auch über mehrere Generationen genetische Veränderungen (Mutationen) bevorzugt werden, die der neuen Umwelt besser angepasst sind. In diesem Fall haben phänotypische Veränderungen innerhalb der Population auch echte genetische Veränderungen zur Grundlage.

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Krankheiten & Beschwerden

Phänotypische Veränderungen sind nicht immer wünschenswert. Besonders am Beispiel des Körpergewichtes wird das deutlich. Das Körpergewicht stellt ein sehr variables Körpermerkmal dar. Genetisch besteht zwar eine Prädisposition für Übergewicht, aber bei einer normalkalorischen Ernährung und ausreichender Körperbewegung wird das Gewicht nicht zunehmen. Es gibt jedoch auch Menschen, die nicht zunehmen können, weil sich der Stoffwechsel an die Energiezufuhr anpasst.

Wie bekannt ist, stellt Übergewicht ein Risiko für die Gesundheit dar. Ob es zum Ausbruch bestimmter Erkrankungen kommt, ist dann noch von der Lebensweise und weiteren genetisch festgelegten Prädispositionen abhängig. Nicht jeder Adipöse bekommt beispielsweise Diabetes mellitus.

Des Weiteren können Erbfaktoren für Fettstoffwechselstörungen bestehen, die jedoch nur bei einer bestimmten Lebensweise wirksam werden. Auch Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind abhängig von Lebensweise, Körpergewicht und genetischen Anlagen.

Im Gegensatz dazu kann eine sehr gesunde Lebensweise bei einer genetisch prädisponierten Erkrankung ihren Ausbruch verhindern. So haben die entsprechenden Umweltbedingungen oft auch Einfluss auf die Länge des Lebens und die Lebensqualität, obwohl sich eine bestimmte genetische Konstellation als nicht günstig erweist.

Auch Menschen mit offensichtlich genetisch bedingten Erkrankungen können sich zuweilen durch eine gute Förderung und Therapie sehr gut entwickeln. Bei der genetisch bedingten Stoffwechselerkrankung Phenylketonurie muss beispielsweise nur während der Kindheit eine spezielle Diät eingehalten werden, damit die Symptome nicht auftreten.

Hormonbedingte Anlagen können auch zu erheblichen körperlichen Veränderungen führen. So kann es bei Frauen durch eine erhöhte Testosteronproduktion in den Nebennieren zu einer eher männlichen Erscheinung kommen. Umgekehrt entwickeln sich bei Männern bei einer stärkeren Östrogenbildung unter Umständen teilweise sekundäre weibliche Geschlechtsmerkmale heraus. Dies ist allerdings gesundheitlich und medizinisch nicht bedenklich, sondern stellt lediglich eine Variationsmöglichkeit dar. Die einzigen Nachteile dieser Variation ergeben sich aus der gesellschaftlichen Interpretation, dass dies abnormal sei.

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