Співвідношення впливу генотипу та середовища

За фенотипом люди відрізняються одне від одного принаймні з двох причин: кожна особа має свій, тільки їй притаманний, генотип, що зумовлює виникнення генетично детермінованої мінливості; кожна людина розвивається в особливих умовах середовища, що спричинює середовищну мінливість. Генетична та середовищна мінливості формують загальну мінливість, або фенотип.

Можна уявити гіпотетичну популяцію людей, у якій проведено вимірювання певної кількісної ознаки у 1000 осіб, і припустити, що її визначає ген, який може існувати в трьох різних формах, тобто має три алелі. їх позначають літерами К, Ь, М. Тоді генотипи популяції будуть мати усі можливі комбінації алелей. Нехай люди з генотипом КК мають найнижчі показники ознаки, а люди з генотипом ММ — найвищі. Генотип ЬЬ є проміжним. Ефекти домінування відсутні, і гетерозиготи виявляються проміжними між гомозиготами.

На конкретну величину ознаки впливають не тільки гени, а й умови існування, наприклад якість харчування, сімейний догляд у дитинстві тощо. Кожний генотип характеризується певним середнім значенням ознаки та розсіянням (дисперсією) її індивідуальних значень навколо середнього значення. Числове значення дисперсії розраховують за допомогою спеціальних формул варіаційної статистики. Чим вища чутливість певного генотипу до умов середовища, тим більша різноманітність його фенотипів, а отже, середовищна дисперсія (табл. 2.5).

Таблиця 2.5. Визначення складових фенотипної мінливості

Загальна дисперсія 162,9

Середня середовищна дисперсія 71,7

Генетична дисперсія 91,2

Успадковуваність 0,56

Табл. 2.5 засвідчує, що дисперсії генотипів значно відрізняються внаслідок їх різної чутливості до умов середовища. Дисперсію усередині кожного генотипу визначають впливи середовища. Загальну мінливість у популяції характеризує величина загальнопопуляційної дисперсії, яка залежить від відмінності між генотипами за їх середніми значеннями ознаки та від відмінності в межах кожного з генотипів, визначених тільки середовищем. У вказаній уявній популяції генетична складова дисперсії виникає за участю тільки шести генотипів, а реальні популяції мають їх безліч.

У розглянутій гіпотетичній популяції загальна дисперсія дорівнює 162,9, а середня середовищна — 71,7. Різниця між загальнопопуляційною та середньою середовищною дисперсіями становить генетичну дисперсію популяції — 91,2. Величина генетичної дисперсії означає, що генетична складова зумовлює трохи більше половини всіх індивідуальних відмінностей у популяції.

Показник успадковуваності

Наочність забезпечується зображенням генетичної дисперсії розглянутої популяції у вигляді часток одиниці, для чого генетичну дисперсію ділять на загальну:

91,2 : 162,9 = 0,56.

Цей показник називають коефіцієнтом успадковуваності і позначають символом Л2. Значок квадрата вказує на те, що коефіцієнт успадковуваності є складовою дисперсії (а2). Символ Н — ступінь домінування.

Отже, у розглянутій популяції частка генетичної складової у фенотипній дисперсії становить 56%. Це означає, що мінливість ознаки в популяції на 56% формується внаслідок мінливості генотипів і на 44% — внаслідок мінливості умов середовища.

Коефіцієнт успадковуваності є одним із основних показників, якими оперує генетика кількісних ознак людини, особливо генетика поведінки. Однак його не треба сприймати як свідчення неминучості, яку неможливо змінити під впливом умов середовища, оскільки:

• 1) успадковуваність не є властивістю самої ознаки, а залежить від складу генотипів досліджуваної популяції. В іншій популяції з іншим складом генотипів успадковуваність тієї самої ознаки може дуже відрізнятися. Вона може змінитися і тоді, коли ту саму ознаку вивчатимуть на тій самій території, але через деякий час. Адже з часом змінюється склад генотипів популяції внаслідок міграції, вимирання певних генотипів тощо. В обох випадках змін зазнають як генетична, так і середовищна дисперсії, а отже, і коефіцієнт успадковуваності;
• 2) показник успадковуваності чутливий до змін умов середовища. Як свідчить рис. 2.17, в умовах середовища В генетична дисперсія практично відсутня, хоча обидва генотипи наявні. У цьому разі коефіцієнт успадковуваності близький до нуля. За інших умов середовища (зони А та С) сукупність тих самих генотипів демонструє чітку генетичну дисперсію. Коефіцієнт успадковуваності у цих випадках буде значущим.

Отже, високий показник успадковуваності певної ознаки не означає, що її не можна змінити під впливом умов середовища. Коефіцієнт успадковуваності свідчить лише про частку генетичної мінливості, яка характерна для певної популяції у визначений час та за існуючих умов середовища. Він характеризує популяцію, а не конкретного індивіда чи його фенотип. Сучасна генетика неспроможна визначити співвідношення генетичних та середовищних факторів у формуванні фенотипу конкретної особини — людини, тварини чи будь-якого живого організму.