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Comprendre ce qui façonne le phénotype d’un organisme nécessite une compréhension claire de la relation entre le phénotype et le génotype. Alors que le génotype reflète le matériel génétique hérité, le phénotype est la combinaison observable de traits physiques et de comportements qui émergent à la fois des instructions génétiques et des interactions environnementales. Pour un aperçu plus approfondi des différents types de phénotypes et des exemples illustratifs, consultez la Présentation du phénotype . .
De nombreux traits visibles suivent un schéma dominant-récessif, dans lequel chaque parent apporte un allèle. Par exemple, l’allèle des yeux bruns est dominant sur l’allèle des yeux bleus. Si les deux parents transmettent un allèle brun, la progéniture aura les yeux bruns. Si les deux apportent l’allèle bleu récessif, l’enfant aura les yeux bleus. Lorsqu’un parent fournit un allèle bleu et l’autre un allèle brun, le résultat est des yeux bruns, car l’allèle brun domine. Par conséquent, deux parents aux yeux bruns peuvent toujours produire un enfant aux yeux bleus si chacun porte un allèle récessif caché.
Certains phénotypes résultent de l’interaction de plusieurs gènes. La couleur du pelage des mammifères, par exemple, dépend à la fois d'allèles dominants ou récessifs et de la présence d'un gène codant pour une enzyme productrice de pigment. Si ce gène enzymatique est absent, la fourrure de l'animal sera blanche quel que soit son génotype sous-jacent, un phénomène observé dans certaines formes d'albinisme.
Des variations inattendues, telles que l'albinisme ou d'autres troubles, peuvent également résulter de mutations de novo, c'est-à-dire de nouveaux changements survenant dans l'ovule, le sperme ou le zygote fécondé. Une fois incorporées dans le génome, ces mutations font partie du génotype hérité et peuvent être transmises aux générations suivantes. Les causes incluent des facteurs de stress environnementaux, des erreurs aléatoires lors de la réplication de l’ADN et des problèmes de développement. Apprenez-en davantage sur les origines et les classifications des mutations génétiques ici .
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Étant donné un génotype spécifique, certains traits peuvent varier sur un spectre en raison de facteurs environnementaux. Les fleurs d'hortensia, par exemple, passent du rose au bleu-violet à mesure que l'acidité du sol change, tout en conservant la même constitution génétique.
Dans les années 1960, les chercheurs Roger Williams et Eleanor Storrs ont examiné les tatous, des espèces qui produisent généralement des quadruplés d'embryons identiques. Ils ont observé comment les conditions intra-utérines, telles que la disponibilité des nutriments et le stress maternel, produisaient des résultats phénotypiques distincts, même parmi des frères et sœurs génétiquement identiques. Leurs travaux ont permis de clarifier comment des éléments tels que l'alimentation, le climat, la maladie, l'exposition aux produits chimiques et le stress contribuent à la diversité phénotypique, expliquant les variations de traits tels que la taille chez les vrais jumeaux.
La plasticité phénotypique fait référence au degré auquel le phénotype d’un organisme peut changer en réponse à des signaux environnementaux. Les traits étroitement régis par la génétique, comme le groupe sanguin, présentent une faible plasticité. À l’inverse, des attributs tels que la taille et le poids, fortement influencés par la nutrition, présentent une grande plasticité. Les traits comportementaux et capricieux occupent un spectre intermédiaire, résistant souvent à une simple classification.