11.3 Yksilöiden mukautuminen ympäristöolosuhteisiin

Lajin eri yksilöiden rakenteeseen, ulkonäköön ja käyttäytymiseen liittyvät erot johtuvat sekä perityistä geeneistä että ympäristöstä. Perintötekijät eivät kuitenkaan määrää yksin sitä, millaiseksi yksilö ilmiasultaan eli fenotyypiltään kehittyy. Yksilö voi myös omana elinaikanaan mukautua ympäristöolosuhteisiin. Esimerkiksi rehevässä ja kosteassa maaperässä kasvanut voikukka on suurikokoinen, mutta karussa ja kuivassa maaperässä sama voikukka jää kituliaaksi ja pieneksi. Ympäristötekijät voivat siis muokata perimältään identtisistä yksiöistä ulkonäöltään erilaisia.

Ympäristön vaikutusta ulkoisiin ominaisuuksiin voidaan tutkia tarkastelemalla identtisiä kaksosia tai suvuttomasti lisääntyviä kasveja, joiden perimä on samanlainen. Ympäristötekijöiden merkitystä kasveihin voidaan tutkia esimerkiksi kokeella, jossa voikukan juuri jaetaan kahtia ja laitetaan kumpikin pala kasvamaan toisistaan poikkeavaan kasvuympäristöön. Ihmisillä sitä voidaan tutkia seuraamalla identtisiä kaksosia ja sitä, miten heidän ominaisuutensa vaihtelevat sen mukaan, ovatko kaksoset kasvaneet samassa vai eri perheessä.

Ympäristön aiheuttamaa muuntelua sanotaan muovautumismuunteluksi eli fenotyyppiseksi joustavuudeksi. Tällaiset hankitut ominaisuudet eivät periydy jälkeläisiin, mutta niiden avulla yksilöt sietävät paremmin elinympäristönsä muutoksia ja selviävät hengissä.



Hortensian kukan väri riippuu maaperän pH:sta: happamassa maassa kukka on sininen, emäksisessä punainen. Hortensian kukan värin vaihtelu onkin esimerkki ympäristön aiheuttamasta muuntelusta.

Muovautumismuuntelu voi olla esimerkiksi akklimaatiota, fysiologista tottumista ympäristöön. Tämä mahdollistaa lajien kyvyn asua monenlaisissa ympäristöissä. Usein lajilla on tietty optimaalinen ympäristö, jossa laji viihtyy parhaiten, ja lajin kyky sopeutua erilaisiin ympäristöihin vaikuttaa siihen, millaisissa ympäristöissä laji pystyy elämään.

​Vuoristossa ilmanpaine ja siten myös hapen osapaine on pienempi kuin merenpinnan tasolla, mikä vaikeuttaa ihmisen hapensaantia. Vuoristoalueiden asukkaat ovat kuitenkin sopeutuneet ympäristöönsä sekä geneettisesti että tottuneet siihen fysiologisesti. Jos ihminen siirtyy merenpinnan tasolta vuoristoon, tapahtuu fysiologisia muutoksia, jotta ihmisten hapensaanti turvautuu. Lyhyellä aikavälillä hengitystiheys nopeutuu (hyperventilaatio) ja sydämen syke nopeutuu, jolloin kudokset saavat tehokkaammin happea. Päivien kuluessa punasolujen tuotanto lisääntyy, lihaksiin kasvaa lisää verisuonia, sydämen oikea kammio paksuuntuu ja mitokondrioiden määrä kasvaa. Mitkään näistä muutoksista eivät ole periytyviä. Kun ihminen palaa takaisin merenpinnan tasolle, elimistön toiminta palautuu normaalitilaan viikkojen kuluessa.



Vuoristoalueilla vuosisatoja asuneet populaatiot ovat kuitenkin sopeutuneet myös geneettisesti ohueen ilmanalaan: heillä on muista ihmispopulaatioista eroavia alleeleja monissa geeneissä, jotka vaikuttavat muun muassa energia-aineenvaihduntaan. Nämä sopeumat ovat periytyviä, joten ne voivat siirtyä jälkeläisiin. Nämä alleelit ovat yleistyneet useiden sukupolvien ajan vuoristossa asuvien ihmisten populaatioissa. Kyseisissä populaatioissa on siis tapahtunut lajinsisäistä mikroevoluutiota. Näissä populaatiossa korkeassa ilmanalassa hyödylliset alleelit ovat yleistyneet.

Yhteenveto muuntelusta
Mistä johtuu?Kuvaus
Ympäristön aiheuttama muuntelu Muovautumismuuntelu Erilaiset ominaisuudet ilmenevät eri ympäristöolosuhteissa (esim. kasvupaikasta johtuvat tekijät)
Ympäristön aiheuttama muuntelu Akklimaatio Fysiologinen sopeutuminen muuttuneisiin ympäristöolosuhteisiin
Geneettinen muuntelu Mutaatiot (piste-, kromosomi- ja kromosomistomutaatiot) Muutokset DNA:n ja kromosomien rakenteessa tai määrässä.
Geneettinen muuntelu Rekombinaatio: vastinkromosomien satunnainen päätyminen sukusoluihin Meioosissa sukusoluihin päätyy satunnaisesti vain toinen vastinkromosomi
Geneettinen muuntelu Rekombinaatio: sukusolujen satunnainen kohtaaminen Hedelmöittymisessä sukusolujen kohtaaminen on satunnaista
Geneettinen muuntelu Rekombinaatio: tekijäinvaihdunta Meioosissa vastinkromosomit vaihtavat osia keskenään