معيار رد الفعل

في علم البيئة وعلم الوراثة، يُطلق على معيار التفاعل ، أو معيار الاستجابة ، وصف نمط التعبير الظاهري لنمط جيني واحد عبر مجموعة من البيئات. يُستخدم معيار التفاعل، من بين أمور أخرى، في وصف كيفية استجابة الأنواع المختلفة - وخاصة الأنواع المتقاربة - للبيئات المتغيرة. ولكن قد تُظهر الأنماط الجينية المختلفة داخل النوع الواحد معايير تفاعل مختلفة بالنسبة لصفة ظاهرية معينة ومتغير بيئي. لكل نمط جيني وصفة ظاهرية ومتغير بيئي، يمكن أن يوجد معيار تفاعل مختلف؛ بعبارة أخرى، قد توجد درجة هائلة من التعقيد في العلاقات المتبادلة بين العوامل الوراثية والبيئية في تحديد الصفات. وقد طرح ريتشارد وولترك هذا المفهوم عام 1909. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

يُعدّ التحليل العلمي لأنماط الاستجابة في التجمعات الطبيعية أمرًا بالغ الصعوبة، ببساطة لأنّ التجمعات الطبيعية للكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا لا تمتلك عادةً فروقًا جينية واضحة أو قابلة للتمييز ظاهريًا. مع ذلك، غالبًا ما تُهندس محاصيل البذور التي ينتجها الإنسان لتضمين جينات محددة، وفي بعض الحالات تتكون مخزونات البذور من نسخ مستنسخة . وبناءً على ذلك، تُقدّم سلالات البذور المتميزة أمثلة مثالية على أنماط الاستجابة المتباينة. في الواقع، تُسوّق الشركات الزراعية بذورًا للاستخدام في بيئات معينة استنادًا إلى هذا الأمر تحديدًا.

لنفترض أن سلالة البذور A تحتوي على الأليل a، وأن سلالة البذور B من نفس نوع المحصول تحتوي على الأليل b، لنفس الجين . باستخدام هذه المجموعات الجينية المُتحكَّم بها، يُمكننا زراعة كل صنف (نمط جيني) في بيئات متنوعة. قد تكون هذه البيئات طبيعية أو مُتحكَّم بها. على سبيل المثال، قد تتلقى النبتة الواحدة كمية ماء أكبر أو أقل خلال دورة نموها، أو قد يختلف متوسط ​​درجة الحرارة التي تتعرض لها النباتات ضمن نطاق معين.

يمكن تبسيط مفهوم معيار الاستجابة بالقول إن سلالة البذور (أ) مناسبة لظروف الري الغزير، بينما سلالة البذور (ب) مناسبة لظروف الري الشحيح. إلا أن تعقيد معيار الاستجابة الكامل هو دالة، لكل نمط وراثي، تربط العامل البيئي بالصفة الظاهرية. ومن خلال التحكم في البيئات الفعلية التي تُزرع فيها البذور أحادية النسيلة أو قياسها ، يمكن ملاحظة معايير الاستجابة بشكل ملموس. فالتوزيعات الطبيعية ، على سبيل المثال، شائعة. وبالطبع، لا يشترط أن تكون هذه التوزيعات على شكل منحنى الجرس.

تتمثل إحدى مزايا النباتات في إمكانية تقييم النمط الوراثي نفسه، مثل السلالة المهجنة المتكررة (RIL)، بشكل متكرر في بيئات متعددة، أو من خلال تجربة متعددة البيئات (MET). ويمكن بعد ذلك استكشاف معيار الاستجابة بناءً على الموقع الجغرافي، أو متوسط ​​قيمة السمة المُلخصة من جميع أفراد المجموعة في كل بيئة، أو مؤشر صريح لا يعتمد على الأداء ويلتقط مدخلات البيئة ذات الصلة. ^{[ 6 ]}

كثيرًا ما يُسيء الجمهور غير المتخصص أو غير العلمي فهم وجود معايير رد الفعل، أو يعجز ببساطة عن إدراكها. يسود اعتقاد شائع بأن لكل نمط جيني نطاقًا محددًا من التعبيرات الظاهرية الممكنة. في هذا المفهوم الشائع، يُعطي ما هو "أكثر وراثيًا" نطاقًا أضيق، بينما يُعطي ما هو "أقل وراثيًا (أكثر بيئيًا)" نطاقًا أوسع من الاحتمالات الظاهرية. هذا الإطار المفاهيمي المحدود شائع بشكل خاص في مناقشات السمات البشرية مثل معدل الذكاء ، والميول الجنسية ، والإيثار ، أو الفصام (انظر: الطبيعة مقابل التنشئة ).

المفهوم الشائع للتفاعل بين النمط الجيني والنمط الظاهري

 مقياس السمات <--6----------5----------4----------3----------2----------1----------0--> ^ (النمط الجيني أ) ^ ^ (النمط الجيني ب) ^ | | | | البيئة <------> بيئة أخرى <------> أخرى شديد للغاية شديد للغاية شديد

لا تكمن مشكلة هذه الصورة المبسطة الشائعة في أنها لا تمثل معيارًا محتملاً للتفاعل، بل في أنها، باختزالها الصورة من بعدين إلى بعد واحد فقط، تركز فقط على التعبيرات الظاهرية المنفصلة وغير المتداخلة، وتخفي النمط الأكثر شيوعًا المتمثل في القيم الدنيا والقصوى المحلية في التعبير الظاهري، مع نطاقات متداخلة من التعبير الظاهري بين الأنماط الجينية.

• التوجيه الجيني (علم الوراثة)
• قابلية التأثر التفاضلية
• الحتمية الجينية
• الطبيعة مقابل التنشئة
• المرونة الظاهرية