Polymorfism inom biologin är när två eller flera tydligt olika fenotyper förekommer i samma population av en art. Ibland används orden former eller morfer. Polymorfism visar att en art kan ha flera stabila utseenden eller tillstånd samtidigt i samma miljö.

Kriterier för polymorfism

För att kalla skillnader i en population för polymorfism brukar följande gälla:

  • Samtida förekomst: morferna finns i samma livsmiljö vid samma tidpunkt.
  • Sammanblandad population: individerna tillhör samma reproduktiva population, ofta med slumpmässig parning mellan morferna så att skillnaden inte bara beror på geografisk eller reproduktiv isolering.
  • Frekvens: i populationgenetiska sammanhang används ofta en praktisk gräns där en variant förekommer i mer än cirka 1 % av individerna för att betraktas som polymorf (annars kallas det ofta en sällsynt mutation).

Olika typer av polymorfism

  • Genetisk polymorfism: olika alleler ger olika morfer (t.ex. blodgrupper eller varianter i pälsfärg).
  • Sexuell dimorfism: skillnader mellan könen inom samma art, ett mycket vanligt exempel på polymorfism (sexuell dimorfism).
  • Miljöbetingad polymorfism (polyfenism): samma genotyp kan ge olika fenotyp beroende på miljöfaktorer, t.ex. temperatur- eller näringsstyrd utveckling.
  • Säsongs- eller beteendepolymorfism: olika former kan förekomma beroende på årstid eller beteenderoller (t.ex. migrerande vs. stationära former).
  • Molekylär polymorfism: skillnader på DNA-nivå som SNP:er eller mikrosatelliter som är vanliga i populationer.

Mekanismer som upprätthåller polymorfism

  • Balansen mellan selektion och mutation: nya mutationer kan introducera varianter som sedan hålls på plats av selektion eller genetisk drift.
  • Heterozygot fördel (överdominans): där heterozygota individer har högre fitness än båda homozygota varianterna — ett klassiskt exempel är sicklecellanemi, där bärare (heterozygota) har ökad resistens mot malaria.
  • Frekvensberoende selektion: en variant kan vara fördelaktig när den är ovanlig men missgynnad när den är vanlig (eller vice versa), vilket håller flera morfer kvar i populationen.
  • Differentierad selektion i rummet eller tiden: olika morfer kan vara bättre anpassade i olika mikrohabitat eller under olika år, vilket leder till att flera former samexisterar.

Exempel i naturen

  • Sicklecellanemi: en mutation i hemoglobin som i homozygot form orsakar sjukdom, men heterozygota individer får skydd mot malaria — ett exempel på hur sjukdomsallel kan hållas kvar genom selektion.
  • Industriell melanism hos björkmätare (Biston betularia): mörka och ljusa varianter som förändrades i frekvens som svar på luftföroreningar och därefter återgick när miljön förändrades.
  • Mimikry och färgvarianter: många insekter och djur har flera färgvarianter där vissa morfer imiterar giftiga arter eller smälter in i olika bakgrunder.
  • Blodgrupper: mänskliga blodgrupper (A, B, AB, O) är ett exempel på genetisk polymorfism som påverkar immunologiska egenskaper.

Varför är polymorfism viktigt evolutionärt?

Polymorfism representerar genetisk variation i en population, vilket är råmaterialet för evolution. Genom att ha flera funktionella varianter kan en population snabbare anpassa sig till förändrade miljöer. Polymorfism kan också bevara genetisk mångfald som är viktig för artens långsiktiga överlevnad.

Hur studerar man polymorfism?

Forskare använder både fenotypiska observationer (fältstudier, morfklassificering) och molekylära metoder (DNA-sekvensering, SNP-analyser, allozymanalyser) för att upptäcka och kvantifiera polymorfism. Population-genetiska analyser hjälper till att avgöra vilka mekanismer som upprätthåller variationen.

Sammanfattningsvis är polymorfism ett brett begrepp som beskriver när flera stabila former samexisterar inom en art. Orsakerna kan vara genetiska, miljömässiga eller en kombination av båda, och fenomenet har stor betydelse för förståelsen av evolution och biologisk mångfald.