Πώς μπορεί να κληρονομείται ο χαρακτήρας που απεικονίζεται στο γενεαλογικό δέντρο;

Λύση…

[Αρχικά, ένα σχόλιο για την εκφώνηση. Αναφέρει «πώς μπορεί να κληρονομείται» και όχι «πώς κληρονομείται» ο χαρακτήρας. Άρα, υπάρχει περίπτωση να μη μπορέσουμε να καταλήξουμε σε έναν αναμφίβολο τύπο κληρονομικότητας.]

Οι πιθανοί τύποι κληρονομικότητας του χαρακτήρα είναι οι ακόλουθοι:

• αυτοσωμικός υπολειπόμενος
• αυτοσωμικός επικρατής
• φυλοσύνδετος υπολειπόμενος
• φυλοσύνδετος επικρατής

Αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχει νόημα να εξετάζεται ο φυλοσύνδετος επικρατής τύπος κληρονομικότητας μόνο όταν ο χαρακτήρας που μελετάται είναι μη παθολογικός. Σε περίπτωση παθολογικού χαρακτήρα (ασθένειας), δεν εξετάζεται, διότι δεν υπάρχουν φυλοσύνδετες επικρατείς ασθένειες. Γι’ αυτό άλλωστε δεν περιγράφονται και στο σχολικό βιβλίο.

Στο παραπάνω γενεαλογικό δέντρο, είναι εύκολο να απορριφθεί ο φυλοσύνδετος τύπος κληρονομικότητας, υπολειπόμενος ή επικρατής.

Αν ο χαρακτήρας είναι φυλοσύνδετος υπολειπόμενος, τότε οποιοσδήποτε αρσενικός γονέας δεν τον εμφανίζει () θα πρέπει να αποκτάει θηλυκούς απογόνους, που επίσης δεν τον εμφανίζουν (). Αυτό ισχύει επειδή το Χ χρωμόσωμα που κληροδοτεί ο πατέρας στις κόρες φέρει το επικρατές γονίδιο για την απουσία του χαρακτήρα. Στο γενεαλογικό δέντρο, όμως, παρατηρούμε δύο αρσενικούς γονείς στην πρώτη γενιά, έναν στη δεύτερη γενιά και ακόμα έναν στην τρίτη, που αποκτούν κόρες με τον χαρακτήρα. Έτσι, η φυλοσύνδετη υπολειπόμενη κληρονομικότητα δεν είναι αποδεκτή.

Αν ο χαρακτήρας είναι φυλοσύνδετος επικρατής, τότε οποιοσδήποτε αρσενικός γονέας τον εμφανίζει () θα πρέπει να αποκτάει θηλυκούς απογόνους που επίσης τον εμφανίζουν (). Αυτό ισχύει επειδή το Χ χρωμόσωμα που κληροδοτεί ο πατέρας στις κόρες φέρει το επικρατές γονίδιο του συγκεκριμένου χαρακτήρα. Στην τρίτη γενιά του γενεαλογικού δέντρου, όμως, παρατηρείται πατέρας που εμφανίζει το χαρακτήρα, αλλά αποκτάει δύο κόρες που δεν τον εμφανίζουν. Έτσι, η φυλοσύνδετη επικρατής κληρονομικότητα δεν είναι αποδεκτή.

Αν ο χαρακτήρας είναι αυτοσωμικός υπολειπόμενος, τότε το υπολειπόμενο γονίδιο του χαρακτήρα μπορεί να συμβολιστεί με “α” και το αλληλόμορφο επικρατές γονίδιο που ευθύνεται για την απουσία του χαρακτήρα με “Α”. Έτσι, οι γονότυποι των ατόμων θα είναι οι ακόλουθοι.

άτομο 1: γονότυπος Αα, επειδή δεν εμφανίζει το χαρακτήρα, αλλά αποκτάει απογόνους με αυτόν

άτομα 2, 5, 6, 7: γονότυπος αα, επειδή εμφανίζουν το χαρακτήρα

άτομα 3 και 4: τουλάχιστον ένα από τα δύο έχει γονότυπο Αα, αφού είναι αναγκαίο ο πρώτος απόγονός τους (άτομο 8) να έχει γονότυπο Αα. Διαφορετικά, δε θα μπορούσε το άτομο αυτό να αποκτήσει απογόνους (άτομα 12, 13, 14) με το χαρακτήρα, δηλαδή με γονότυπο αα

άτομα 9 και 10: γονότυπος ΑΑ ή Αα, αφού δεν εμφανίζουν το χαρακτήρα

άτομο 11: γονότυπος Αα, επειδή δεν εμφανίζει το χαρακτήρα, αλλά αποκτάει απογόνους με αυτόν

άτομο 15: γονότυπος ΑΑ ή Αα, αφού δεν εμφανίζει το χαρακτήρα

άτομα 16 και 17: γονότυπος αα, επειδή εμφανίζουν το χαρακτήρα

άτομα 18, 19, 20: γονότυπος Αα, αφού δεν εμφανίζουν το χαρακτήρα, αλλά έχουν ως γονέα το άτομο 14 που τον εμφανίζει, δηλαδή που έχει γονότυπο αα

Αν ο χαρακτήρας είναι αυτοσωμικός επικρατής, τότε το επικρατές γονίδιο του χαρακτήρα μπορεί να συμβολιστεί με “Β” και το αλληλόμορφο υπολειπόμενο γονίδιο που ευθύνεται για την απουσία του χαρακτήρα με “β”. Έτσι, οι γονότυποι των ατόμων θα είναι οι ακόλουθοι.

άτομο 1: γονότυπος ββ, επειδή δεν εμφανίζει το χαρακτήρα

άτομο 2: γονότυπος ΒΒ ή Ββ, επειδή εμφανίζει το χαρακτήρα

άτομα 5, 6, 7: γονότυπος Ββ, επειδή εμφανίζουν το χαρακτήρα, αλλά ο ένας από τους δύο γονείς τους (άτομο 1) είναι ομόζυγος για το υπολειπόμενο γονίδιο της απουσίας του

άτομα 3, 4, 8, 9, 10: γονότυπος ββ, αφού δεν εμφανίζουν το χαρακτήρα

άτομο 11: γονότυπος ββ, αφού δεν εμφανίζει το χαρακτήρα

άτομα 12, 13, 14: γονότυπος Ββ, επειδή εμφανίζουν το χαρακτήρα, αλλά ο ένας από τους δύο γονείς τους (άτομο 8) είναι ομόζυγος για το υπολειπόμενο γονίδιο της απουσίας του

άτομο 15: γονότυπος ββ, επειδή δεν εμφανίζει το χαρακτήρα

άτομα 16 και 17: γονότυπος Ββ, αφού εμφανίζουν το χαρακτήρα, αλλά έχουν σίγουρα κληρονομήσει το υπολειπόμενο γονίδιο από τον ένα γονέα τους (άτομο 11)

άτομα 18, 19, 20: γονότυπος Ββ, επειδή εμφανίζουν το χαρακτήρα, αλλά έχουν σίγουρα κληρονομήσει το υπολειπόμενο γονίδιο από τον ένα γονέα τους (άτομο 15)

Με βάση τα παραπάνω, δε μπορούμε να αποφανθούμε με βεβαιότητα για τον ακριβή τύπο κληρονομικότητας του χαρακτήρα. Διαπιστώσαμε πως είναι σίγουρα αυτοσωμικός, αλλά δεν είμαστε σίγουροι αν πρόκειται για επικρατή ή υπολειπόμενο.

Για να είμαστε πλήρης ως προς τη διερεύνησή μας, καλό θα ήταν να εξετάσουμε και έναν ακόμα τύπο κληρονομικότητας, τον μιτοχονδριακό. Το μιτοχονδριακό γονίδιο, που ελέγχει το χαρακτήρα, μεταβιβάζεται από το θηλυκό γονέα προς όλους τους απογόνους (θηλυκούς ή αρσενικούς), χωρίς καμία συνεισφορά από την πλευρά του αρσενικού γονέα. Πιο απλά, όλοι οι απόγονοι θα είναι όμοιοι, ως προς την εμφάνιση ή μη του χαρακτήρα, με το θηλυκό γονέα.

Πράγματι, αυτό συμβαίνει. Τα άτομα 5, 6, 7 εμφανίζουν το χαρακτήρα, όπως και η μητέρα τους (άτομο 2). Τα άτομα 8, 9, 10 δεν τον εμφανίζουν, όπως άλλωστε και η μητέρα τους (άτομο 4). Το ίδιο ισχύει για τα άτομα 18, 19, 20, με μητέρα το άτομο 15. Αντίθετα, τα άτομα 12, 13, 14 εμφανίζουν το χαρακτήρα που κληρονόμησαν αποκλειστικά από τη μητέρα τους (άτομο 7). Όμοια ισχύει για τα άτομα 16 και 17, που τον κληρονόμησαν από το άτομο 12.

Αν θέλαμε οπωσδήποτε να καταλήξουμε σε ένα συγκεκριμένο τύπο κληρονομικότητας, θα επιλέγαμε τον τελευταίο, δηλαδή τον μιτοχονδριακό. Αυτό είναι απόρροια της μειωμένης πιθανότητας να προκύψουν συγκεκριμένοι απόγονοι, με ή χωρίς το χαρακτήρα, όταν ισχύουν ο αυτοσωμικός υπολειπόμενος ή αυτοσωμικός επικρατής τύπος. Ας το δούμε πιο αναλυτικά παρακάτω.

Έστω πως ο χαρακτήρας είναι αυτοσωμικός υπολειπόμενος. Η πιθανότητα που έχουν τα άτομα 1 και 2 (με γονότυπους Αα και αα, αντίστοιχα) να αποκτήσουν απόγονο με γονότυπο αα, είναι 50%. Αυτό είναι απόρροια της ίσης κατανομής των αλληλόμορφων γονιδίων Α και α στους γαμέτες του ετερόζυγου γονέα. Άρα, η πιθανότητα να αποκτήσουν οι γονείς αυτοί τρία παιδιά, τα οποία να είναι ίδια ως προς το χαρακτήρα, είναι 50% × 50% × 50% = 12,5%, δηλαδή μικρή. Όμοια ισχύει για τα άτομα 12, 13 και 14. Βέβαια, κάποιος θα μπορούσε να αντιπροτείνει ότι οι απόγονοι είναι λίγοι, άρα δεν υπάρχει στατιστικότητα στα συγκεκριμένα αποτελέσματα. Επίσης, κάθε κύηση είναι ανεξάρτητο γεγονός από τις υπόλοιπες κυήσεις. Από την άλλη όμως, η αντίστοιχη πιθανότητα να προκύψουν τα άτομα αυτά υπό το πρίσμα της μιτοχονδριακής κληρονομικότητας είναι 100%. Επομένως, δεν είναι παράλογο να κλίνει κάποιος προς την άποψη της μιτοχονδριακής κληρονομικότητας.

Έστω, τώρα, πως ο χαρακτήρας είναι αυτοσωμικός επικρατής. Η πιθανότητα που έχουν τα άτομα 7 και 8 (με γονότυπους Ββ και ββ, αντίστοιχα) να αποκτήσουν απόγονο με γονότυπο αα, είναι 50%. Άρα, η πιθανότητα να αποκτήσουν οι γονείς αυτοί τρία παιδιά, τα οποία να είναι ίδια ως προς το χαρακτήρα είναι, όπως και πριν, 12,5%. Όμοια ισχύει για τα άτομα 18, 19 και 20. Και πάλι, η αντίστοιχη πιθανότητα να προκύψουν τα άτομα αυτά υπό το πρίσμα της μιτοχονδριακής κληρονομικότητας είναι 100%. Ξανά λοιπόν, δεν είναι παράλογο να κλίνει κάποιος προς την άποψη της μιτοχονδριακής κληρονομικότητας.