التباين البيئي الظاهري

يشير التباين البيئي الظاهري ("النمط الظاهري البيئي") إلى التباين الظاهري كدالة لمكان المعيشة. في الأنواع واسعة الانتشار، لا تكون مساهمات الوراثة والبيئة مؤكدة دائمًا، ولكن يمكن أحيانًا تحديد تفاعلهما من خلال التجربة.

تُظهر النباتات أوضح الأمثلة على التباين البيئي الظاهري. ومن الأمثلة على ذلك الأشجار التي تنمو في الغابات، حيث تُكوّن جذوعًا طويلة مستقيمة، وتتفرع أغصانها عالياً في أعلى الأشجار، بينما تنمو نفس الأنواع منفردة في العراء، فتُكوّن شكلاً مُنتشرًا، وتتفرع أغصانها بالقرب من الأرض. غالبًا ما تتمتع الأنماط الجينية بمرونة كبيرة في تعديل الأنماط الظاهرية والتعبير عنها ؛ وفي العديد من الكائنات الحية، تختلف هذه الأنماط الظاهرية اختلافًا كبيرًا في ظل ظروف بيئية مُتغيرة. يوجد نبات الهيراسيوم المظلي (Hieracium umbellatum) في بيئتين مختلفتين في السويد. إحداهما منحدرات صخرية على شاطئ البحر، حيث تكون النباتات كثيفة ذات أوراق عريضة ونورات زهرية مُتفتحة ؛ والأخرى بين الكثبان الرملية، حيث تنمو النباتات مُنبطحة ذات أوراق ضيقة ونورات زهرية مُتراصة. تتناوب هاتان البيئتان على طول ساحل السويد، وتُحدد البيئة التي تسقط فيها بذور الهيراسيوم المظلي النمط الظاهري الذي ينمو. ^{[ 1 ]} تستطيع النباتات الغازية، مثل زهر العسل، أن تزدهر بتغيير شكلها استجابةً للتغيرات البيئية، ^{[ 2 ]} مما يمنحها ميزة تنافسية. ومن الأمثلة الأخرى على استجابة النباتات الظاهرية وتكيفها مع بيئتها، قدرة نبات ثلاسبي سيروليسينس على امتصاص المعادن من التربة لاستخدامها في الدفاع عن نفسه ضد الميكروبات والبكتيريا الضارة في أوراقه. ^{[ 3 ]} أما الاستجابات المباشرة التي تُظهرها النباتات الوعائية لبيئتها، كقدرة الكرمة على التكيف مع الجدار أو الشجرة التي تنمو عليها، فلا تُعتبر عادةً من الاستجابات البيئية الظاهرية، على الرغم من أن الآليات قد تكون مترابطة. ^{[ 4 ]}

نظرًا لأن الحيوانات أقل مرونة بكثير من النباتات، فإن التباين البيئي الظاهري جدير بالملاحظة. عند مصادفته، قد يُسبب التباسًا في عملية التحديد إذا لم يكن متوقعًا. ومن أبرز الأمثلة على ذلك الملاحظات الشائعة، مثل تقزم أسماك الزينة التي تعيش في بيئة محدودة. ^{[ 5 ]} في التكاثر اللاجنسي، ينقل الأب أو الأم كامل جينومه إلى الجيل التالي. وتُعد الطفرات الجينية المصدر الوحيد للتنوع الوراثي. أما في التكاثر الجنسي، فيُساهم كل من الأب أو الأم بنصف جينومه في النسل؛ وبالتالي يحتوي النسل على مزيج من المواد الوراثية. التكيفات هي سمات تزيد من اللياقة، وهي القوة الدافعة للانتقاء الطبيعي. ولا يُمكن تحديد مستوى اللياقة المرتبط بأليل معين إلا بالمقارنة مع أليلات بديلة. تُساهم السمات التي تزيد من معدل بقاء النوع في لياقة الحيوان، لكن الانتقاء الطبيعي لا يُفضل هذه السمات إلا بقدر ما يُحسّن البقاء من النجاح التكاثري للكائن الحي. والأكثر إثارة للاهتمام هي الأمثلة التي تكون فيها العلاقة السببية أقل وضوحًا. من بين الرخويات ، تشمل الأمثلة نوع حلزون الموريسيد Nucella lamellosa ، الذي يكون أقل شوكًا في المياه الضحلة المضطربة مقارنةً بالمياه العميقة الهادئة. ^{[ 6 ]} وفي محار المياه العذبة من فصيلة Unionidae ، توجد أشكال بحيرية وأنهارية صغيرة وأنهارية كبيرة لعدة أنواع. ^{[ 7 ]} وفي الفقاريات ، أظهرت التجارب على الفئران انخفاضًا في طول الآذان والذيل استجابةً لتربيتها في درجة حرارة منخفضة، وهي ظاهرة تُعرف باسم قاعدة ألين . ^{[ 8 ]}

في البشر، تُعدّ الاختلافات البيئية الناتجة عن خيارات نمط الحياة عاملاً مهماً، فعلى سبيل المثال، قد يكون الفرق واضحاً بين شخص يقضي وقتاً طويلاً على الأريكة أمام التلفاز، ممسكاً بكأس من البيرة، وشخص آخر يقضي وقته في صالة الألعاب الرياضية أو ملعب كرة القدم. وقد وجد فرانز بواس أن مؤشر الرأس يعتمد إلى حد ما على مكان ولادة الطفل، بغض النظر عن تراثه الجيني أو الثقافي. ^{[ 9 ]} ومن الطرق الأخرى التي يمكن أن تُسبب بها الاختلافات البيئية تغيرات جسدية و/أو سلوكية، التعرض لمستويات عالية من التوتر ، مما يُسبب مجموعة واسعة من الآثار. وقد ثبت أن الإجهاد المزمن يُسبب مشاكل صحية لدى العديد من الأفراد. "إن محاولات الطفولة المبكرة للتكيف مع الخوف أو الرفض... تُرسّخ أنماطاً نفسية وسلوكية للشخص في مراحل لاحقة من حياته. وتؤثر هذه السلوكيات بدورها على الاختلالات الكيميائية الحيوية في الأنظمة العصبية للدماغ. وتُعزز هذه الاختلالات بدورها السلوكيات، وتستمر هذه الدورة في التفاقم." "يتفاعل الجسم كيميائياً حيوياً مع الإجهاد المفرط في محاولة لاستعادة توازنه الديناميكي الصحي". "في المواقف النفسية المجهدة، قد يتم إدخال الهرمونات لمعالجة الخلل الذي يجد الجسم نفسه فيه." ^{[ 10 ]}

في متلازمة التكيف العام، وهي الاستجابة البيولوجية للضغط النفسي، توجد ثلاث مراحل: 1) مرحلة "الإنذار" - حيث يزداد معدل ضربات القلب، وترتفع مستويات السكر في الدم، وتتسع حدقة العين، ويتباطأ الهضم. 2) مرحلة "المقاومة" أو "التكيف" - حيث يحاول الجسم إصلاح الضرر الذي تسبب في حالة الاستنفار الطارئ. 3) مرحلة "الإنهاك" - حيث يمرض الجسم؛ نفسيًا، ربما بسبب العصاب أو حتى الاضطرابات الذهانية، أو جسديًا، مما قد يؤدي إلى الإصابة بأنواع عديدة من أمراض القلب والأوعية الدموية والكلى، وكثيرًا ما تحدث أنواع معينة من الربو . ^{[ 10 ]}