Phänotyp
Der Phänotyp ist das äußere Erscheinungsbild eines Organismus. Wie die Definition zum Phänotyp lautet und wie er entsteht, erklären wir dir hier anhand von Beispielen. Du hast wenig Zeit? Dann ist unser kurzes anschauliches Video genau das Richtige für dich!
Inhaltsübersicht
Was ist ein Phänotyp?
Einfach ausgedrückt, ist der Phänotyp das Erscheinungsbild eines Lebewesens, also (meistens) Merkmale, die wir sehen können. Darunter fallen äußere Merkmale wie die Körpergröße oder Augenfarbe. Aber auch physiologische Eigenschaften wie die Stoffwechselprozesse im Körper oder bestimmte Verhaltensmerkmale zählst du zum Phänotyp.
In der klassischen Genetik bei den Mendelschen Regeln spielt der Begriff eine große Rolle und bezieht sich meist nur auf die Ausprägung eines Merkmals wie der Blütenfarbe einer Rose.
Die Phänotyp Definition lautet wie folgt:
Der Phänotyp (auch: Phänotypus; engl. phenotype) beschreibt erkennbare Eigenschaften eines Organismus, sogenannte phänotypische Merkmale. Diese werden sowohl durch genetische Faktoren (Genotyp) als auch Umwelteinflüsse bestimmt.
Phänotyp Genotyp
Du verstehst unter dem Phänotyp (griech: phanein = zeigen) die Menge aller Merkmale eines Organismus, die zu seinem (äußeren) Erscheinungsbild führen. Für die Ausprägung der Merkmale ist hauptsächlich der Genotyp verantwortlich. Darunter verstehst du das gesamte genetische Sortiment eines Organismus. Den Weg von einem Gen – einem Funktionsabschnitt auf dem Erbgut – zum jeweiligen Merkmal bezeichnest du als Genexpression .
Mithilfe der Proteinbiosynthese können aus den genetischen Informationen Proteine hergestellt werden. Sie wirken meist als Enzyme und stellen aus bestimmten Substraten ein Endprodukt her. Das kann zum Beispiel ein Farbstoff oder Wachstumshormon sein. Diese können sich dann wiederum auf den Phänotypus auswirken. Der Mensch besitzt zum Beispiel Enzyme, die Farbstoffe herstellen und so seine Augenfarbe bestimmen (=Phänotyp).
Schau dir unbedingt unseren Beitrag zum Genotyp an, um die Zusammenhänge zwischen Genotyp und Phänotyp besser nachzuvollziehen!
Phänotyp und Umwelt
Du solltest dir aber merken, dass der Genotyp alleine nicht den Phänotyp bestimmt. Auch Organismen mit identischen Genotypen – wie bei eineiigen Zwillingen – sehen nicht genau gleich aus oder besitzen dasselbe Verhalten. Das liegt auch daran, dass sich die jeweiligen Umwelteinflüsse wie der Lebensraum oder das soziale Umfeld unterscheiden.
Die unterschiedlichen Umwelteinflüsse können sich dann auch auf die DNA oder die Proteinstruktur in den Chromosomen auswirken. Diese sogenannten epigenetischen Mechanismen können dafür sorgen, dass gleiche Gene unterschiedlich aktiv sind. Ein Beispiel ist die Methylierung . Darunter kannst du dir eine Markierung des Erbmaterials vorstellen, die zum An- und Abschalten bestimmter Gene führen kann. Für weitere epigenetische Mechanismen schaue dir jetzt unser Video zur Epigenetik an!
Phänotypische Plastizität
Je nachdem wie exakt ein Phänotyp durch einen Genotyp vorhergesagt werden kann, kannst du das mit der phänotypischen Plastizität ausdrücken. Eine hohe phänotypische Plastizität gibt an, dass Umwelteinflüsse den Phänotypus stark beeinflussen. Eine geringe phänotypische Plastizität hingegen sagt aus, dass der Phänotyp gut anhand seines Genotypen vorausgesagt werden kann.
Betrachten wir hierzu ein Bespiel: Larven (Kaulquappen) des europäischen Laubfrosches, die unter Räubereinwirkung – wie Libellen – aufwachsen, weisen eine längere Schwanzflosse auf als Larven, die ohne Räuberkonfrontation aufwachsen. Die lange Schwanzflosse erhöhen die Überlebenschancen gegenüber den Räubern. Beide Larven besitzen einen identischen Genotyp, aber unterschiedliche Phänotypen – also die unterschiedlich langen Schwanzflossen. Deshalb besitzen sie eine hohe phänotypische Plastizität.
Solche phänotypischen Veränderungen aufgrund von Umwelteinflüssen bezeichnest du auch als Modifikation. Die phänotypische Varianz beschreibt einen messbaren Wert, der die Gesamtheit der genetischen Vielfalt und die Umwelteinflüsse eines Merkmals umfasst. Du kannst damit also die Varianz (Streubreite) einer Merkmalsausprägung innerhalb einer Population messen.
Phänokopie
Eine Phänokopie ist eine Fehlbildung eines Lebewesens, die während der Embryonalentwicklung durch äußere Faktoren ausgelöst wird. Die Fehlbildung kann nicht vererbt werden. Allerdings gleicht der veränderte Phänotyp optisch einer Fehlbildung, die durch Mutationen hervorgerufen werden kann. Er ist quasi eine „Kopie“ des mutationsbedingten Phänotypus. Beispielsweise führt ein Mangel an Sauerstoff bei Mäusen während der Embryonalentwicklung zu einer Spalte in der Lippe. Diese Anomalie kann auch erblich bedingt durch eine Mutation entstehen.
Phänotyp Mendelsche Regeln
Schauen wir uns den Phänotyp am Beispiel der Mendelschen Regeln an. Das sind Gesetze, die die Vererbung von Merkmalen beschreiben. Hier wird allerdings meistens nur ein bestimmtes Merkmal betrachtet, weshalb es sich exakter Weise immer um einen partiellen Phänotyp handelt.
Ein Merkmal ist zum Beispiel die Blütenfarbe. Bei einem Kreuzungsexperiment von phänotypisch roten und phänotypisch weißen Blüten entstehen zunächst nur Blumen mit roten Blüten. Alle entstandenen Blumen besitzen also einen roten Phänotyp. Allerdings haben die Blumen jetzt auch die genetische Information zur Ausbildung weißer Blüten. Offensichtlich setzt sich hier aber die Erbanlage, die für die Ausprägung der roten Blütenfarbe sorgt, gegen die Erbanlage, die eine weiße Blütenfarbe hervorbringt, durch.
Du möchtest wissen, welche Phänotypen die Blumen bei einer nächsten Kreuzung besitzen und wie der dazugehörige Genotyp lautet? Dann schau dir jetzt unser Video zu den Mendelschen Regeln an!
