Введение
Тип полиморфизма, при котором различные формы животного возникают из одного генотипа Полифеническая черта - это черта, для которой из одного генотипа могут возникнуть несколько дискретных фенотипов в результате различных условий окружающей среды. Таким образом, это особый случай фенотипической пластичности. Существует несколько типов полифенизма у животных, от пола, определяемого окружающей средой, до каст медоносных пчел и других социальных насекомых. Некоторые полифенизмы являются сезонными, как у некоторых бабочек, которые имеют разные узоры в течение года, и некоторые арктические животные, такие как зайчик с снежными ботинками и арктическая лиса, которые белые зимой. У других животных есть хищник-индуцированный или ресурсный полифенизм, позволяющий им использовать вариации в своей среде. Некоторые нематоды могут развиваться либо в взрослых, либо в отдыхающие личинки в зависимости от наличия ресурсов.
A polyphenic trait is a trait for which multiple, discrete phenotypes can arise from a single genotype as a result of differing environmental conditions. It is therefore a special case of phenotypic plasticity. There are several types of polyphenism in animals, from having sex determined by the environment to the castes of honey bees and other social insects. Some polyphenisms are seasonal, as in some butterflies which have different patterns during the year, and some Arctic animals like the snowshoe hare and Arctic fox, which are white in winter. Other animals have predator induced or resource polyphenisms, allowing them to exploit variations in their environment. Some nematode worms can develop either into adults or into resting dauer larvae according to resource availability.
Определение
Полифенизм - это наличие нескольких фенотипов в популяции, различия между которыми не являются результатом генетических различий. Например, крокодилы обладают половым полифенизмом, определяющим температуру, где пол является чертой, на которую влияют изменения температуры гнезда. Когда полифенические формы существуют одновременно в одной и той же панмистической (межвидовой) популяции, их можно сравнить с генетическим полиморфизмом. При полифенизме переключение между морфами происходит в окружающей среде, но при генетическом полиморфизме определение морфа происходит генетически. Эти два случая имеют в общем то, что более одного морфа является частью популяции в любое время. Это довольно отличается от случаев, когда одна морфа предсказуемо следует за другой, например, в течение года. По сути, последняя является нормальной онтогенезией, где молодые формы могут и имеют разные формы, цвета и привычки для взрослых. Дискретная природа полифенических черт отличает их от таких черт, как вес и высота, которые также зависят от условий окружающей среды, но постоянно меняются в спектре. Когда присутствует полифенизм, экологический сигнал заставляет организм развиваться по отдельному пути, в результате чего возникают различные морфологии; таким образом, реакция на экологический сигнал - это "все или ничего". Природа этих экологических условий сильно варьируется и включает в себя сезонные сигналы, такие как температура и влажность, феромональные сигналы, кайромональные сигналы (сигналы, выделяемые одним видом, которые могут быть распознаны другим) и питательные сигналы.
Определение пола
Половые полифенизмы позволяют видам извлекать выгоду из полового размножения, позволяя при этом неравное соотношение полов. Это может быть полезно для вида, потому что большое соотношение самки к самцам максимизирует репродуктивную способность. Однако определение пола, зависящее от температуры (как это наблюдается у крокодилов), ограничивает диапазон, в котором может существовать вид, и делает вид восприимчивым к вымиранию из-за изменений в погоде. В зависимости от популяции и обратимого определения пола, обнаруженного у таких животных, как рыба синяя, меньше шансов на неудачу. В синей лопасти только один самец находится на данной территории: личинки внутри территории развиваются в самки, а взрослые самцы не будут входить на ту же территорию. Если самка умирает, одна из самок на его территории становится самцом, заменяя его. Это позволяет контролировать период спаривания, но, как и определение пола, ограничивает распространение вида в определенных климатических условиях. У пчел королевское желе, которое получают от рабочих пчел, заставляет развивающуюся личинку стать королевой. Королевское желе производится только тогда, когда королева стареет или умирает. Эта система менее подвержена влиянию условий окружающей среды, но предотвращает ненужное производство королев.
Сезонная
Полифеническая пигментация является адаптивной для видов насекомых, которые проходят несколько сезонов спаривания каждый год. Различные модели пигментации обеспечивают подходящую камуфляж в течение всех сезонов, а также изменяют удержание тепла при изменении температуры. Поскольку насекомые прекращают рост и развитие после вылупления, их пигментный образец неизменен в зрелом возрасте: таким образом, адаптация полифенического пигмента была бы менее ценной для видов, чья взрослая форма выживает дольше одного года. Среди беспозвоночных нематоды Pristionchus pacificus имеют один морф, который в основном питается бактериями, и второй морф, который производит большие зубы, что позволяет ему питаться другими нематодами, включая конкурентов для бактериальной пищи. У этого вида сигналы голодания и перенаселения другими нематодами, ощущаемые феромонами, запускают гормональный сигнал, который в конечном итоге активирует ген переключателя развития, определяющий формирование хищнического морфа.
Зависит от плотности
Зависимый от плотности полифенизм позволяет видам проявлять различный фенотип в зависимости от плотности популяции, в которой они были выращены. У лепидоптер личинки африканских армейских червей выступают в одной из двух фаз: стадию сплоченности или одиночной. В условиях перенаселенности или "групповой" среды личинки имеют черные тела и желтые полосы по телу. Однако в одиночной среде они имеют зеленые тела с коричневой полосой вниз по спине. Различные фенотипы появляются во время третьего этапа и остаются до последнего этапа.
Длительная диапауза у нематодов
В условиях стресса, таких как перенаселение и высокая температура, личинки L2 некоторых свободно живущих нематодов, таких как Caenorhabditis elegans, могут переключиться на развитие в так называемое состояние личинки dauer, вместо того, чтобы переходить от нормальных личинков к репродуктивному взрослому человеку. Эти личинки dauer являются стрессоустойчивыми, не питающимися, долгоживущими, что позволяет животным выживать в суровых условиях. При возвращении в благоприятные условия животное возобновляет репродуктивное развитие с стадии L3 и далее.