多态性 (生物学)

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浅色形态的美洲虎(典型形态)
深色形态的美洲虎(南美种群中约有6%)

多态性(英语:polymorphism)在生物学中是指一个物种的同一种群中存在两种或多种明显不同的表型。多态性必须同一时间在同一栖息地中出现。[1]

多态性是自然界中的常见现象,与生物多样性遗传变异以及适应有关。它通常能让一个在不同环境中生活的种群保持形态上的多样性。[2]:126其中最常见的例子便是许多生物的两性异形。其他例子还包括蝴蝶拟态以及人类的血红蛋白血型

遗传多态性[编辑]

遗传多态性最初的来源是基因突变。在单看特定时空范围内的族群时,来自其他族群(甚至不同物种)的基因流动也可以是多态性的来源。基因和染色体的运作方式使遗传呈颗粒性,因此父亲和母亲的性状不会在后代中混合。多态性因此可以存在。

分子生物学家称多态性,常是指基因型的点突变(如单核苷酸多态性),不一定会造成性状差异。

重要性[编辑]

遗传多态性是天择演化的重要基础,如果没有多态性,则每个个体的适应力都一样,天择不会偏好任何个体,因此将无法推动演化。

维持多态性的机制[编辑]

天择会移除个体,因此可能造成某个基因完全被移除,而失去多态性。除此之外另外遗传漂变也可能移除多态性。在自然界中多态性很常见,因此可推知有些机制在维持多态性。几个已知的机制如下

  • 负向族群密度选择(negative frequency-dependent selection),即一个基因频率低时,适应力较高,频率高时适应力则下降。一个例子是多观一致的生物个体容易被天敌认出来。又如免疫系统的主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)多型性是另一个例子。
  • 异型合子优势英语Heterozygote advantage,即双套染色体生物个体同时带有两种不同基因时适应力最高。有名的例子是镰刀型贫血
  • 不同方向的天择。天择可能因时间和地点的不同而有不同的方向,因此无法移除特性基因。栖位特化(niche partitioning)是一例。

例子[编辑]

两性异形

非遗传多型性[编辑]

非遗传多型性中,不同个体间的差异是相同基因受不同环境因素的诱导而产生的。蚂蚁的一个种群中这两种机制可以同时起作用。[3][4]

非遗传多型性因为不可遗传,因此无法造成演化。但是个体之间如果因可塑性的不同,在相同的环境诱导中可能发育出不同的性状,此“可塑性的不同”可以演化。

参考文献[编辑]

  1. ^ Ford E.B.1965. Genetic polymorphism. Faber & Faber, London.
  2. ^ Dobzhansky, Theodosius. 1970. Genetics of the Evolutionary Process. New York: Columbia U. Pr.
  3. ^ Clark, W. C. The Environment and the Genotype in Polymorphism. Zoological Journal of the Linnaean Society. 1976, 58 (3): 255–262. doi:10.1111/j.1096-3642.1976.tb00831.x. 
  4. ^ Ford, E. B. 1975. Ecological Genetics (4th ed.). London: Chapman & Hall