Розуміння каналізації: взаємодія між генетикою та навколишнім середовищем

Каналізація — це процес, за допомогою якого на розвиток організму впливають як генетичні фактори, так і чинники навколишнього середовища, що призводить до формування специфічних структур або моделей, які не визначаються лише генотипом. Це поняття було введено C.H. Waddington у 1940-х роках і також відомий як «епігенетична спадковість».

Іншими словами, каналізація стосується ідеї, що розвиток організму визначається не лише його генами, але також факторами навколишнього середовища, такими як харчування, температура та інші зовнішні впливи. Ці фактори навколишнього середовища можуть спричинити зміни в способі експресії генів, що призводить до відмінностей у кінцевому фенотипі організму, навіть якщо основна генетична структура однакова.

Наприклад, розглянемо рослину, яку вирощують у двох різних середовищах, в одному з достатньо сонячного світла та води, а інший – з обмеженим сонячним світлом та водою. Незважаючи на те, що рослини можуть мати однаковий генетичний склад, рослина, вирощена в сприятливому середовищі, ймовірно, розвинеться в здорову, процвітаючу рослину, тоді як рослина, вирощена в несприятливому середовищі, може розвинутися в рослину, яка затримується в розвитку або зазнає стресу. Ця різниця у фенотипі пояснюється впливом факторів навколишнього середовища на експресію генів, а не будь-якими відмінностями в базовому генетичному коді.

Каналізацію можна розглядати як спосіб збалансувати гнучкість і стабільність процесів розвитку. Це дозволяє певний ступінь гнучкості у відповідь на сигнали навколишнього середовища, одночасно зберігаючи стабільну програму розвитку, яка забезпечує належне формування критичних структур і моделей.