اسم الصورة: السيادة غير التامة في أزهار شب الليل

اسم الصورة: السيادة غير التامة في أزهار شب الليل

8-2

الأنماط الوراثية المعقدة
Complex Patterns of Inheritance

الفكرة الرئيسة لا تنطبق الأنماط الوراثية التي وصفها مندل على وراثة الصفات المعقدة.

الربط مع الحياة تخيل مصابًا بعمى اللونين الأحمر والأخضر؛ حيث لا يظهر اللون الأحمر بوضوح في الإضاءة الخافتة، أما في الليل فيبدو اللون الأخضر كاللون الأبيض المستخدم في إشارة الشوارع. ولمساعدة المصابين بهذا الاختلال صممت إشارات المرور بألوان أكثر إشعاعًا فحسب، فإذا وصلت كل حال، لا يمنع عمى اللونين الأحمر والأخضر نمط الوراثة نفسه الذي وصفه مندل.

الأهداف
تميز بين أنماط الوراثة المعقدة المختلفة.
تحلل أنماط الوراثة المرتبطة مع الجنس.
تفسر كيف تؤثر البيئة في الطراز الشكلي لمخلوق حي.

مراجعة المفردات
المشيج: خلية جنسية حيوان منوي أو بويضة مكتملة النمو أحادية المجموعة الكروموسومية.

المفردات الجديدة
السيادة غير التامة
السيادة المشتركة
الجينات المتعددة المتقابلة
التفوق الجيني
الكروموسوم الجنسي
الكروموسوم الجسمي
الصفة المرتبطة مع الجنس
الصفات المتعددة الجينات

Incomplete Dominance
السيادة غير التامة

عندما يكون الفرد غير متماثل الجينات غير نقي لصفة ما يكون طرازه الشكلي ما تمثله الصفة السائدة. فعلى سبيل المثال، إذا كان الطراز الجيني لنبات البازلاء هو Tt حيث T الطراز الجيني لصفة طول الساق السائدة، فإن الطراز الشكلي لهذا النبات سيكون طويل الساق. وعند تزاوج نبات شب الليل الحمر الأزهار RR مع نبات شب الليل البيضاء الأزهار rr فإن الجيل الناتج تحمل صفة الأزهار الوردية غير المتماثلة الجينات Rr، كما في الشكل 8-4. وهذا مثال على السيادة غير التامة incomplete dominance، حيث يشكل فيها الطراز الشكلي غير المتماثل الجينات الصفة وسيطة بين الطرازين الشكليين المتماثلي الجينات الخاصين بالآباء. وعندما يتزاوج أفراد الجيل الأول غير المتماثلين الجينات ذاتيًّا ينتج عنها أزهار حمراء ووردية وبيضاء بنسبة 1:2:1 على التوالي، كما في الشكل 8-4.

الشكل 8-4 ينتج لون أزهار نبات شب الليل عن السيادة غير التامة. عندما يتزاوج نبات يحمل صفة الأزهار الحمراء النقية مع نبات يحمل صفة الأزهار البيضاء النقية تظهر صفة الأزهار الوردية في F1. وعند تلقيح أفراد F1 ذاتيًا تنتج نباتات حمراء الأزهار، ووردية، وبيضاء.
توقع ماذا يحدث إذا لقحت نبات وردي الأزهار مع نبات أبيض الأزهار؟

RR
rr
Rr
تلقيح ذاتي
R
r
R
RR أحمر
Rr وردي
r
Rr وردي
rr أبيض
نسبة الطرز الشكلية 1:2:1

اسم الصورة: الخلايا المنجلية وانتشارها في إفريقيا

Codominance
السيادة المشتركة

تذكر أنه عندما يكون المخلوق الحي غير متماثل الجينات لصفة محددة فإن الطراز الشكلي الذي يعبر عنه الجين السائد هو الذي يظهر. أما في أنماط الوراثة المعقدة ومنها السيادة المشتركة codominance، فيظهر أثر كلا الجينين عندما يكون الطراز الجيني غير متماثل الجينات. فعلى سبيل المثال ينتج مرض أنيميا الخلايا المنجلية وراثة السيادة المشتركة.

مرض أنيميا الخلايا المنجلية Sickle-cell disease الجين المسؤول عن مرض أنيميا الخلايا المنجلية شائع، وهو محمول على الكروموسومات الجسمية، خصوصًا في الأشخاص ذوي الأصول الإفريقية. ينتقل مرض أنيميا الخلايا المنجلية عندما يجتمع جينان متنحيان من الأبوين. ويتورث مرض أنيميا الخلايا المنجلية في خلايا الدم الحمراء وقدرتها على نقل الأكسجين. يبين الشكل 8-5 خلايا الدم في فرد غير متماثل الجينات لصفة مرض أنيميا الخلايا المنجلية. ينتج من جينين إلى الجسم حالتين: إحداهما في الدم. إلى حدوث خلايا الدم الحمراء، ويتغير شكل خلايا الدم الحمراء غير خلايا الدم إلى شكل منجلية، أو أشكال حرف C، ولا تنقل الخلايا المنجلية الأكسجين بفاعلية؛ لأنها توقف الدورة الدموية في الأوعية الدموية الصغيرة. والأشخاص غير المتماثلي الجينات لهذه الصفة لديهم خلايا طبيعية وخلايا منجلية في الوقت نفسه. ويؤدي الأفراد بمشكلة في صعوبة واضحة؛ حيث إن الخلايا الطبيعية تعوض الخلل الناتج عن الخلايا المنجلية.

ينتشر مرض أنيميا الخلايا المنجلية في بعض مناطق المملكة العربية السعودية. ومن الإجراءات التي تتبعها الجهات المعنية في المملكة للتقليل من انتشار المرض الفحوصات الوراثية إلى الآباء الراغبين للزواج، والفحص الطبي الشامل قبل الزواج؛ حيث تكشف هذه التحاليل الطبية الإصابة بالمرض، وتمكن المستشار الوراثي من تحديد نسبة احتمال وراثة الأبناء للمرض من آباء مصابين، كما تحدد احتمال ظهور المرض على الأبناء من آباء لم تظهر عليهم الأعراض المرضية لأنهم حاملون للمرض فقط.

مرض أنيميا الخلايا المنجلية والملاريا
Sickle-cell disease and malaria

يوضح الشكل 8-5 توزيع مرضى الخلايا المنجلية والملاريا في إفريقيا. لاحظ تداخل بعض المناطق التي ينتشر فيها مرض أنيميا الخلايا المنجلية مع مناطق الملاريا الواسعة الانتشار.

الشكل 8-5
يمين: تعد بعض خلايا الخلايا المنجلية من المقاومة لمرض الملاريا.
يسار: خلايا الدم الحمراء الطبيعية مسطحة وتوقع الشكل، أما الخلايا المنجلية فهي طويلة وتشبه حرف C، ويمكنها أن تتراكم وتغلق الدورة الدموية في الأوعية الدموية الصغيرة.

اسم الصورة: فصائل الدم ABO ومختبر تحليل البيانات عن أنيميا الخلايا المنجلية

لماذا تكثر مثل هذه المستويات العالية من مرض أنيميا الخلايا المنجلية في إفريقيا الوسطى؟ اكتشف العلماء أن الأفراد غير المتماثلي الجينات لمرض أنيميا الخلايا المنجلية هم أيضًا أعلى مقاومة للملاريا؛ لذا تكون معدلات الوفيات بسبب الملاريا أقل في المناطق التي تكون فيها صفة مرض أنيميا الخلايا المنجلية أعلى. ولما كان وجود الملاريا أقل في تلك المناطق فإن أفرادًا أكثر يعيشون لينقلوا الخلايا المنجلية لأبنائهم. ولذلك يستمر مرض أنيميا الخلايا المنجلية في التزايد في إفريقيا.

Multiple Alleles
الجينات المتعددة المتقابلة

لا يتم تحديد جميع الصفات الوراثية بوساطة جينين متقابلين دائمًا، فبعض الصفات الوراثية، ومنها فصائل الدم في الإنسان، تحدد بأكثر من جينين، أو ما يسمى الجينات المتعددة المتقابلة multiple alleles.

Blood groups in humans
فصائل الدم في الإنسان

لنظام فصائل الدم ABO ثلاثة أشكال من الجينات المتقابلة، تسمى أحيانًا علامات: IA تدل على فصيلة A، وIB لصفة B، و i في فصيلة O. ويعد غياب علامات AB تكون فصيلة الدم O. لاحظ أيضًا أن الجين IA مع الجين IB يطبق السيادة المشتركة على الجينات IA و IB؛ إذ ينتج فصيلة الدم AB من كلا الجينين IA و IB. ويعد نظام فصائل الدم ABO مثالًا على الجينات المتعددة المتقابلة والسيادة المشتركة، كما في الشكل 8-6. يحدد نظام الدم Rh أيضًا بالعامل الرايزيسي RH، الذي يدرس من كل أب. وقد يكون العامل RH سالبًا أو موجبًا؛ حيث إن Rh+ سائد على Rh-. وعامل Rh عبارة عن بروتين على خلايا الدم الحمراء اكتشف في دراسات على الفرد الرايزيسي.

الشكل 8-6 هناك ثلاثة أشكال من الجينات المتقابلة في فصائل الدم ABO هي: IA و IB و i.

الأمشاج المحتملة من الأم
الأمشاج المحتملة من الأب
فصائل الدم
A
AB
B
O

مختبر تحليل البيانات 8-1

بناء على بيانات حقيقية

فسر الرسم البياني

ما العلاقة بين مرض أنيميا الخلايا المنجلية والمضاعفات الأخرى؟ تظهر عدة أعراض على المرضى المصابين بمرض أنيميا الخلايا المنجلية، منها الفشل الكلوي والجلطات العصبية. ويوضح الرسم البياني المجاور العلاقة بين العمر وأعراض مرض أكثر حدة من الألم والحمى حتى أسبوعين من الإصابة بمتلازمة الصدر الحاد ودخول المستشفى.

البيانات والملاحظات

الأعراض مقابل العمر
النسبة المئوية للأعراض
الألم
الحمى
العمر السنوات

التفكير الناقد

• حدد. ما المجموعة العمرية التي أظهرت أعلى نسبة من الألم قبل دخول المستشفى؟
• صف العلاقة بين العمر والحمى قبل دخول المستشفى.

أخذت البيانات في هذا المختبر من:

اسم الصورة: لون الفرو في الأرانب وتفوق الجينات

Coat color of rabbits
لون الفرو في الأرانب

يمكن للجينات المتعددة المتقابلة أن توضح عملية تسلسل السيادة. ففي الأرانب تسيطر أربعة جينات على لون الفرو، هي: C، cch، ch، c. فالجين C سائد على بقية الجينات الأخرى وينتج عنه لون فرو واحد. والجين c ينتج عنه طراز شكلي أبيض عندما يكون الطراز الجيني متنحيًا. أما الجين ch فهو سائد على الجين c، في حين أن الجين cch سائد على الجين ch، ويمكن كتابة هذا التسلسل السيادي على النحو التالي: C > cch > ch > c. ويبين الشكل 8-7 الطرز الجينية والشكلية المحتملة للون فرو الأرانب. فاللون الأسود الكامل سائد على الشنشلا، الذي هو سائد على الهيمالايا، وهو بدوره سائد على لون الألبينو.

يزيد وجود الجينات المتقابلة من احتمالات الطرز الجينية والشكلية. ومن دون سيادة الجينات المتعددة فإن جينين مثل T و t ينتجان ثلاثة طرز جينية فقط TT، Tt، tt وطرازين شكليين محتملين. ولكن الجينات المتعددة المتقابلة للأرانب لديها القدرة على إنتاج تنوع كبير في طرز جينية وشكلية أو عدة طرز شكلية، كما في الشكل 8-7. ويظهر المزيد من التنوع في لون فرو الأرانب نتيجة التفاعل بين جين لون الفرو والجينات الأخرى.

الشكل 8-7 يوجد في الأرانب جينات متعددة متقابلة تتحكم في لون الفرو، وتعطي الجينات المتقابلة أنماطًا مختلفة من ألوان الفرو.

الألبينو الأبيض cc
اللون الأسود الكامل CC,Cc,Ccch,Cch
الهيمالايا chch,chc
الشنشلا cchcch,cchch,cchc

Epistasis
تفوق الجينات

يمكن أن يختلف لون الفرو في نوع من الكلاب من الأصفر إلى الأسود. ويعود هذا التنوع إلى وجود جين يختبئ صفة جين آخر، وهذا التفاعل يسمى تفوق الجينات epistasis. يتحكم في لون فرو هذه الكلاب مجموعتان من الجينات المتقابلة؛ الجين السائد E يحدد ما إذا كان الفرو ذا صبغة غامقة اللون، بينما لا توجد أي أصباغ في فرو الكلب ذي الطراز الجيني ee. في حين يحدد الجين B السائد درجة اللون الغامق من الصبغة.

اسم الصورة: تفوق الجينات في لون فرو الكلاب وتحديد الجنس

إذا كان الطراز الجيني للكلاب هو Eebb أو EeBb فإن فرو الكلاب يكون بنيًّا، بينما عندما يكون لأي كلب الطراز الشكلي eebb، eeBB، eeBb فإنه ينتج فروًا لونه أصفر؛ لأن الجين e يخفي أثر صفة الجين B.

الشكل 8-8 تظهر نتائج تفوق الجينات في لون الفرو في نوع من الكلاب من خلال التفاعل بين جينين؛ حيث لكل جين متقابلان، E، وB. لاحظ الطرز الجينية السائدة والمتنحية.

eebb
eeBb/eeBB
Eebb/EEbb
EEBB/EEBb/EeBB/EeBb
لا توجد صبغة غامقة اللون في فروي الكلبين
هناك صبغة غامقة اللون في فروي الكلبين

Sex Determination
تحديد الجنس

تحتوي كل خلية في جسمك، ما عدا الأمشاج، على 46 كروموسومًا، أو 23 زوجًا من الكروموسومات. أحد هذه الأزواج هو الكروموسوم الجنسي sex chromosomes الذي يحدد جنس الفرد. وهناك نوعان من الكروموسومات الجنسية، هما X و Y. وكما تلاحظ فإن الذكر يحمل ذكر، هو متميز بجين X، أما الأفراد الذين يحملون الكروموسوم الجنسي X وآخر Y فيكونون ذكورًا. وتسمى الـ 22 زوجًا من الكروموسومات الأخرى الباقية الكروموسومات الجسمية autosomes. ويتحدد جنس الأبناء باتحاد كروموسومات الجنسية في خلايا الحيوان المنوي أو البويضة، كما في الشكل 8-9.

الشكل 8-9 تنتج عن انفصال الكروموسومات الجنسية إلى أمشاج، والاندماج العشوائي بين الحيوان المنوي والبويضة نسبة 1:1 ذكورًا إلى إناث.
يسار: تختلف الكروموسوم Y عن الكروموسوم X في الشكل والحجم.

صورة محسنة بالمجهر الإلكتروني الماسح، التكبير غير معروف

كروموسوم X
كروموسوم Y

أمشاج مذكرة
أمشاج مؤنثة
XX أنثى = 2/4 = 1/2
XY ذكر = 2/4 = 1/2

اسم الصورة: توقُّف عمل الكروموسوم X وجسم بار في قطة الكاليكو

Chromosome Alteration
تبديل الكروموسوم

تحتوي الخلايا الإناث في الإنسان 22 زوجًا من الكروموسومات الجسمية، وزوجًا من الكروموسوم الجنسي X. بينما تحتوي خلايا الذكور 22 زوجًا من الكروموسومات الجسمية بالإضافة إلى الكروموسومات الجنسية X و Y. ولأن كروموسوم X أكبر حجمًا من الكروموسوم Y، كما في الشكل 8-9، فإنه يحمل أكثر من 1000 الجينات المختلفة الضرورية لنمو الذكر والأنثى، في حين يحمل الكروموسوم Y جينات مرتبطة بشكل أساسي مع ظهور الصفات الذكرية.

ولأن لدى الإناث كروموسومي X لذا تبدو الأنثى وكأن لها نسختين من الكروموسوم X، في حين أن الذكر لديه نسخة واحدة فقط. ولموازنة الفرق في عدد الجينات المرتبطة مع الكروموسوم X بين الذكر والأنثى يتوقف أحد كروموسومي X عن العمل في كل خلية جسمية أنثوية. ويسمى هذا تبديل أو تعطيل الكروموسوم X؛ حيث يتوقف عمل كروموسوم X في كل خلية جسمية أنثوية بشكل عشوائي تمامًا، ولا يخضع لقانون وراثي. ويحدث تبديل الكروموسوم في جميع الثدييات، ومنها الإنسان.

Chromosome inactivation
توقف عمل الكروموسوم

إن ألوان فرو قط الكاليكو، المبينة في الشكل 8-10، سببها توقف العمل العشوائي لكروموسوم X معين، وتعتمد ألوان فرو القط على كروموسوم X النشط. وينتج البقع البنية على الفرو نتيجة توقف عمل الكروموسوم X الذي يحمل الجين المتقابل للون الفرو الأسود. وبالطريقة نفسها، تنتج البقع السوداء عن توقف عمل الكروموسوم X الذي يحمل الجين المسؤول عن لون الفرو البني.

أجسام بار Barr bodies يمكن مشاهدة الكروموسوم X الذي توقف عن العمل في الخلايا. ففي عام 1949م، لاحظ العالم الكندي موري بار كروموسومات X التي توقفت عن العمل في إناث فقط الكالبي، حيث لاحظ تركيبًا غامقًا في النواة. وتسمى الكروموسومات الغامقة اللون التي توقفت عن العمل، كما في الشكل 8-11، أجسام بار. وقد اكتشف لاحقًا أن الإناث فقط وبنسبها إناث الإنسان تحتوي أجسام بار في نوى خلاياها.

الشكل 8-10 ينتج فرو قطة الكاليكو هذه من التوقف العشوائي لعمل الكروموسوم X؛ حيث إن أحد كروموسومي X مسؤول عن لون الفرو البني في حين أن الكروموسوم X الآخر مسؤول عن لون الفرو الأسود.

الشكل 8-11 تسمى كروموسومات X غير الفاعلة في خلايا جسم الأنثى أجسام بار، وهي أجسام داكنة اللون توجد عادة في النواة.

جسم بار

صورة بالمجهر الضوئي، التكبير 1000x

اسم الصورة: عمى اللونين الأحمر والأخضر والصفات المرتبطة مع الجنس

Sex-Linked Traits
الصفات المرتبطة مع الجنس

تسمى الصفات التي تتحكم فيها جينات موجودة على الكروموسوم X الصفات المرتبطة مع الجنس sex-linked traits. كما تسمى أيضًا الصفات المرتبطة مع الكروموسوم X. ولأن للذكور كروموسوم جنسي X واحدًا فقط، فإنهم غالبًا ما يتأثرون بالصفات المتنحية المرتبطة مع الجنس أكثر من الإناث. فالإناث لن تظهر فيهن الصفات المتنحية المرتبطة مع الجنس إلا نادرًا؛ لأن الكروموسوم X الثاني يمنع أو يقلل فرصة ظهور الصفة المتنحية.

عمى اللونين الأحمر - الأخضر Red-green color blindness صفة عمى اللونين الأحمر - الأخضر صفة مرتبطة مع الجنس متنحية. يبين الشكل 8-12 كيف يمكن أن يرى الشخص المصاب بعمى اللونين الأحمر والأخضر مقارنة بشخص سليم. ادرس مربع بانيت في الشكل 8-12 نلاحظ أن الأم حاملة لجين مرض عمى الألوان؛ لأنها لديها جينًا متنحيًا لهذا المرض محمولًا على أحد كروموسومات X الخاصة بها، في حين أن الأب ليس لديه جين المرض؛ فهو لديه جين اللون أحمر الأخضر الطبيعي. وتم تمييز الصفة المرتبطة مع الجنس بكتابة الجين على الكروموسوم X. لاحظ أيضًا أن الطفل الوحيد الذي يمكن أن يصاب بعمى اللونين الأحمر والأخضر هو الذكر. ولأن صفة عمى اللونين الأحمر والأخضر مرتبطة مع الجنس فهي تظهر لدى العديد من الذكور أكثر من الإناث.

نزف الدم هيموفيليا Haemophilia اختلال وراثي آخر مرتبط مع الجنس ناتج عن جين متنح محمول على الكروموسوم الجنسي X، ويتميز بتأخر تجلط الدم، وهو أكثر شيوعًا بين الذكور منه في الإناث.

كان الرجال المصابون بنزف الدم في الماضي يموتون عادة في أعمار مبكرة حين النزف المستمر. حتى إن اكتشفت البروتين الضروري لتجلط الدم، وأعطي للأشخاص المصابين بنزف الدم.

الشكل 8-12 الأشخاص المصابون بعمى اللونين الأحمر والأخضر يرون اللونين الأحمر والأخضر في هيئة ظلال من اللون الرمادي.
استنتج لماذا يوجد عدد قليل من الإناث المصابة بعمى اللونين الأحمر والأخضر مقارنة بالذكور؟

XB = سليم يرى اللونين الأحمر والأخضر
Xb = مصاب بعمى اللونين الأحمر والأخضر
Y = كروموسوم Y

XB
Y
XB
XBXB
XBY
Xb
XBXb
XbY

اسم الصورة: منحنى الصفات المتعددة الجينات للون الجلد

ومع ذلك كانت الفيروسات الموجودة في مرضى التهاب الكبد الوبائي من نوع C، ومرض نقص المناعة المكتسبة الإيدز، تنتقل إلى المصابين بنزف الدم حتى عام 1990م؛ حين اكتشفت طرائق أكثر أمانًا لنقل الدم.

ربما تظهر بعض الصفات الموجودة على الكروموسومات الجسمية على أنها مرتبطة مع الجنس. على الرغم من أنها ليست كذلك. ويحدث هذا عندما يكون الجين سائدًا في أحد الجنسين ولكنه متنحٍ في الجنس الآخر. وتسمى في هذه الحالة الصفات المتأثرة بالجنس. فعلى سبيل المثال، جين الصلع متنحٍ في الإناث وسائد في الذكور، ويسبب فقدان الشعر أو ما يسمى نمط الصلع في الذكور. وتظهر صفة الصلع في الذكور إذا كان غير متماثل الجينات أو نقيًا للصفة، أو متنحي الجينات، في حين يمكن أن تكون الأنثى صلعاء فقط في حال اجتماع الجينات المتنحية المتماثلة.

Polygenic Traits
الصفات المتعددة الجينات

لقد درست صفات يتحكم فيها زوج من الجينات. فالعديد من الصفات الشكلية تنتج عن التفاعل بين العديد من أزواج الجينات. ومثل هذه الصفات تسمى الصفات المتعددة الجينات polygenic traits مثل لون الجلد، وطول القامة، ولون العيون، ونمط بصمة الإصبع. وإحدى خصائص الصفات المتعددة الجينات أنها منحنى تكرار عدد الجينات المتقابلة السائدة، كما في الشكل 8-13. تكون النتيجة منحنى يشبه الجرس. يوضح المنحنى أن الطرز الشكلية لكل التي تمثل الصفة المتوسطة أكثر ظهورًا من الطرز الشكلية التي تمثل الصفة في درجاتها القصوى.

ماذا قرأت؟ استنتج لماذا يكون المنحنى في الرسم البياني الذي يبين تكرار عدد الجينات المتقابلة السائدة للصفات المتعددة الجينات على شكل يشبه الجرس؟

الشكل 8-13 يبين الشكل درجات اختلاف لون الجلد المحتملة الناتجة عن ثلاث مجموعات من الجينات المتقابلة، على الرغم من أن عددًا أكبر من الجينات المتقابلة يتحكم في ثلاث مجموعات من الجينات المتقابلة.
توقع هل يمكن أن يزيد عدد الطرز الشكلية المحتملة أو ينقص عند زيادة أزواج الجينات؟

لون الجلد
التكرار
عدد الجينات المتقابلة السائدة
0
1
2
3
4
5
6

aabbcc
Aabbcc
aaBbcc
aabbCc
AAbbcc
AabbCc
aaBBcc
aaBbCc
aabbCC
AaBbcc
AaBbCc
aaBbCC
AABbcc
AAbbCc
AabbCC
AaBBcc
aaBBCc
AABBcc
AABbCc
AAbbCC
AaBBCc
AaBbCC
aaBBCC
AABBCc
AABbCC
AaBBCC
AABBCC

اسم الصورة: درجة الحرارة ولون الفرو في قط السيامي

Environmental Influences
التأثيرات البيئية

للبيئة أثر في الطراز الشكلي أيضًا. فعلى سبيل المثال، يمكن وراثة قابلية الإصابة بمرض القلب. ويمكن أن تسهم عوامل بيئية - مثل الغذاء والرياضة - أيضًا في حدوث المرض واختلاف شدته. وهناك طرائق أخرى تؤثر فيها البيئة في الطراز الشكلي، منها أشعة الشمس والماء ودرجة الحرارة، فكلها عوامل بيئية تؤثر في الطراز الشكلي للفرد.

Sun light and water
أشعة الشمس والماء

لا تنتج معظم النباتات الزهرية أزهارًا، والعديد من النباتات تفقد أوراقها استجابة لنقص الماء.

Temperature
درجة الحرارة

تحدث تغير في الطرز الشكلية للمخلوقات الحية عند التغير الحاد في درجات الحرارة، فمثلًا تتأثر معظم النباتات بالحرارة العالية، فتسقط أوراقها، وتذبل أزهارها، ويتحلل الكلوروفيل فيتحني، وتفقد الجذور قدرتها على النمو. أما العوامل البيئية الأخرى التي تؤثر في الطرز الشكلية للمخلوق الحي؟ ترتبط درجة الحرارة في الحلزون ولاحظوا أن القطة السيامية في الشكل 8-14 ذيل أقدامها وأذناها وأنفها غامقة اللون، أما المناطق الأخرى من جسم القطة فهي أفتح لونًا من البقية. الجين المسؤول عن إنتاج لون الصبغة في جسم القطة السيامية يعمل فقط تحت ظروف البرد. لهذا تكون المناطق الأبرد ألوانًا غامقة وألوان المناطق الأدخن حيث يكون إنتاج الصبغة متوقفًا بواسطة درجة الحرارة - أفتح لونًا.

Twin Studies
دراسات التوائم

هناك طريقة أخرى لدراسة أنماط الوراثة، وذلك بالتركيز على التوائم المتطابقة، التي تساعد العلماء على فصل التأثيرات الجينية عن التأثيرات البيئية.

إن التوائم المتطابقة متماثلة وراثيًّا. فإذا تم توراث صفة ما فإن كل التوائم المتطابقة سيظهر عليها الصفة نفسها. وقد تسمح للعلماء أن الصفات التي تظهر بكثرة في التوائم المتطابقة تتحكم فيها الوراثة جزئيًّا على الأقل.

الشكل 8-14 تؤثر درجة الحرارة في جينات لون الصبغة في فرو القطط السيامية.

اسم الصورة: نسب التوافق في دراسات التوائم والتقويم

الشكل 8-15 عند وجود صفة في أفراد التوائم المتطابقة على نحو أكثر من وجودها في أفراد التوائم الشقيقة، فهذا يدل على أن الصفة لها مكون وراثي واضح.

نسب التوافق

النسبة
الصفات
التوائم المتطابقة
توائم شقيقة

اضطراب الكحول وموته
اضطراب الكحول والقلق
فرط توتر الدم
تدخين
الاكتئاب
عدم القدرة على القراءة

ويعتقد العلماء - بالإضافة إلى ذلك - أن الصفات التي تظهر بشكل مختلف في التوائم المتطابقة تتأثر بشكل قوي بالبيئة. فنسبة التوائم الذين تظهر فيهم صفة معينة تسمى نسبة التوافق.

تفحص الشكل 8-15 الذي يمثل بعض الصفات ومعدلات توافقها، حيث تبين الفرق الكبير بين التوائم الشقيقة والتوائم المتطابقة تأثيرًا وراثيًّا كبيرًا.

تجربة استهلالية
مراجعة بناء على ما قرأته حول الوراثة في الإنسان، كيف تجيب الآن عن أسئلة التحليل؟

اسم الصورة: التقويم 8-2

التقويم 8-2

الخلاصة

• بعض الصفات تتورث من خلال أنماط وراثية معقدة، مثل السيادة غير التامة، والسيادة المشتركة، والجينات المتعددة المتقابلة.
• تحدد كروموسومات X و Y جنس الجنين، وبعض الصفات الوراثية مرتبطة مع الكروموسوم X.
• تتداخل الصفات المتعددة الجينات أكثر من زوج من الجينات المتقابلة.
• تؤثر كل من الجينات والبيئة في الطراز الشكلي للمخلوق الحي.
• تزيد دراسات أنماط الوراثة في العائلات والتوائم من معرفتنا بالوراثة المعقدة في الإنسان.

فهم الأفكار الرئيسة

• الفكرة الرئيسة ميز بين الوراثة المندلية وأنماط الوراثة في الفصل 8.
• فسر ما التفوق الجيني؟ وكيف يختلف عن السيادة؟
• حدد الطرز الشكلية للأبوين إذا كان فصيلة دم الأم A، وفصيلة دم الأب B، وكان أحد الأبناء O، وفصيلة دم الابن الآخر B.
• حلل. كيف تساعد دراسات التوائم على التمييز بين آثار الوراثة وتأثيرات البيئة؟

التفكير الناقد

• قوم. هل الإصابة بمرض أنيميا الخلايا المنجلية إيجابية أم سلبية لشخص يعيش في إفريقيا الوسطى؟
• الرياضيات في علم الأحياء ما احتمال إنجاب ابن غير مصاب بمرض عمى الألوان، إذا كان والده مصابًا بالمرض، وكانت والدته غير مصابة طبيعية متماثلة الجينات؟ فسر إجابتك.