Nasljeđe i okolina (biologija)

Zadnja provjera: listopad 2026.

Osobine živih bića nastaju djelovanjem nasljednih čimbenika i uvjeta okoliša. Nasljeđe prenosi genetske informacije s roditelja na potomstvo, dok okoliš obuhvaća sve vanjske i unutarnje uvjete koji utječu na razvoj i funkcioniranje organizma. Njihov odnos može se proučavati na različitim razinama, od molekularnih procesa u stanici do razvoja složenih osobina poput ponašanja.

Neke osobine uvelike ovise o genetskim čimbenicima, dok su druge izrazito osjetljive na okolišne uvjete. Većina složenih osobina nastaje njihovim zajedničkim djelovanjem. Razumijevanje odnosa nasljeđa i okoliša zato je važno za biologiju, genetiku, medicinu, ekologiju i psihologiju.

1. Što je nasljeđe?

**Nasljeđe** je prijenos genetskih informacija s roditelja na potomstvo. Te su informacije zapisane u DNA, molekuli koja sadržava upute važne za razvoj, građu i funkcioniranje organizma.

DNA je organizirana u kromosome, a njezini dijelovi koji sudjeluju u stvaranju funkcionalnih molekula nazivaju se geni. Geni utječu na brojne biološke procese, primjerice na sintezu proteina, razvoj stanica, regulaciju metabolizma i funkcioniranje živčanog sustava.

Potomci nasljeđuju kombinacije genetskih varijanti svojih roditelja. Zbog toga nisu genetski potpuno jednaki roditeljima, osim u posebnim slučajevima poput jednojajčanih blizanaca, koji u pravilu imaju gotovo jednak naslijeđeni genetski materijal.

Nasljeđe utječe na mnoge osobine, uključujući:

Važno je naglasiti da prisutnost neke genetske varijante ne znači nužno da će se odgovarajuća osobina uvijek razviti na isti način. Njezino izražavanje može ovisiti o drugim genima i okolišnim uvjetima.

2. Što je okoliš?

**Okoliš** obuhvaća sve čimbenike koji djeluju na organizam tijekom njegova razvoja i života. U biologiji se razlikuju vanjski okoliš i unutarnji uvjeti organizma, iako se oni međusobno povezuju.

Vanjski okoliš

Vanjski okoliš uključuje fizičke, kemijske i biološke čimbenike koji okružuju organizam.

Među njima su:

Kod ljudi okoliš obuhvaća i društvene i kulturne čimbenike, kao što su obitelj, obrazovanje, životni uvjeti, društveni odnosi i kulturne norme.

Unutarnji uvjeti organizma

Na funkcioniranje organizma utječu i unutarnji uvjeti, primjerice:

Unutarnji uvjeti nisu neovisni o vanjskom okolišu. Primjerice, visoka vanjska temperatura može utjecati na tjelesnu temperaturu, a nedostatak hrane može promijeniti metabolizam i hormonsku regulaciju.

Organizmi se različitim fiziološkim procesima prilagođavaju promjenama okoliša, ali sposobnost prilagodbe ima svoje granice.

3. Genotip i fenotip

Za razumijevanje odnosa nasljeđa i okoliša važni su pojmovi **genotip** i **fenotip**.

Genotip

Genotip označava genetsku konstituciju organizma, odnosno njegove genetske varijante. U užem smislu može se odnositi na kombinaciju alela na određenom genetskom mjestu, a u širem na genetski sastav pojedinca.

Genotip pridonosi razvoju osobina, ali ne određuje uvijek njihov konačan oblik neovisno o okolišu.

Fenotip

Fenotip obuhvaća opažljive ili mjerljive osobine organizma koje nastaju djelovanjem genotipa, okoliša i njihovih međusobnih utjecaja.

Fenotipske osobine uključuju:

Fenotip nije ograničen na vanjski izgled. Uključuje i biokemijske, fiziološke i bihevioralne karakteristike.

Primjer odnosa genotipa i fenotipa

Tjelesna visina dobar je primjer složene osobine. Na nju utječe velik broj genetskih varijanti, ali i prehrana, zdravstveno stanje te uvjeti tijekom rasta.

Dvije osobe sličnih genetskih predispozicija mogu dosegnuti različitu visinu ako su tijekom razvoja bile izložene različitim uvjetima, primjerice zbog razlika u prehrani ili zdravstvenim problemima.

S druge strane, osobe različitih genotipova mogu razviti sličan fenotip ako različite kombinacije genetskih i okolišnih čimbenika dovedu do sličnog rezultata.

Zato se odnos genotipa i fenotipa ne može uvijek prikazati kao jednostavan odnos jedan gen – jedna osobina.

4. Kako nasljeđe i okoliš djeluju zajedno?

Nasljeđe i okoliš nisu dva potpuno odvojena uzroka koji se mogu jednostavno razdvojiti. U razvoju organizma oni djeluju istodobno i često utječu jedan na drugi.

Geni sudjeluju u stvaranju bioloških struktura i regulaciji procesa koji omogućuju organizmu reagiranje na okoliš. Okolišni uvjeti, s druge strane, mogu utjecati na rast, razvoj i aktivnost različitih bioloških sustava.

Primjerice, genetske karakteristike mogu utjecati na to koliko je organizam osjetljiv na određenu temperaturu. Temperatura zatim može utjecati na to kako će se neka osobina razviti ili funkcionirati.

Kod ljudi se takav odnos vidi u razvoju kognitivnih sposobnosti, osobnosti i ponašanja. Genetske razlike mogu pridonijeti individualnim razlikama, dok iskustva, obrazovanje, prehrana, stres i društveni odnosi također oblikuju razvoj.

Zbog toga se za većinu složenih osobina ne može tvrditi da su isključivo nasljedne ili isključivo okolišno uvjetovane.

5. Nasljedne osobine i osobine pod snažnim utjecajem okoliša

Različite osobine razlikuju se prema tome koliko na njih utječu genetski i okolišni čimbenici.

Osobine s jednostavnijim obrascem nasljeđivanja

Neke osobine ovise ponajprije o određenom genu ili malom broju genetskih čimbenika. Takve osobine mogu slijediti relativno jednostavne obrasce nasljeđivanja.

Primjer su neke monogenske bolesti, koje nastaju zbog patogene varijante jednog gena. Ipak, čak i kod monogenskih bolesti težina simptoma i tijek bolesti mogu se razlikovati među osobama, djelomično zbog drugih genetskih i okolišnih čimbenika.

Poligenske osobine

**Poligenske osobine** ovise o djelovanju velikog broja genetskih varijanti. Njihov razvoj često uključuje i znatan utjecaj okoliša.

Primjeri uključuju:

Kod takvih osobina pojedina genetska varijanta obično ima malen učinak, dok ukupni rezultat proizlazi iz kombinacije brojnih čimbenika.

Osobine snažno osjetljive na okoliš

Neke karakteristike izrazito ovise o uvjetima u kojima organizam živi.

Primjerice, rast biljke ovisi o dostupnosti vode, svjetlosti, hranjivih tvari i odgovarajuće temperature. Genetske karakteristike određuju njezine razvojne mogućnosti, ali okoliš utječe na to kako će se te mogućnosti ostvariti.

Kod ljudi obrazovne mogućnosti, jezične vještine i mnoge naučene navike snažno ovise o iskustvu, iako na njihovu usvajanje mogu utjecati i biološke razlike među pojedincima.

Podjela na nasljedne i okolišne osobine zato je korisna samo ako se ne shvati kao stroga podjela na dvije međusobno isključive skupine.

6. Nasljedna predispozicija i mogućnost razvoja

**Nasljedna predispozicija** označava genetsku sklonost prema određenoj osobini ili ishodu. Ona može povećati ili smanjiti vjerojatnost nekog ishoda, ali ga ne mora učiniti neizbježnim.

Primjerice, neke genetske varijante povećavaju rizik od razvoja određene bolesti. Hoće li se bolest razviti i koliko će biti izražena može ovisiti i o drugim genetskim varijantama, načinu života, izloženosti okolišnim čimbenicima i drugim okolnostima.

Važno je razlikovati predispoziciju od determinacije.

Kod većine složenih ljudskih osobina genetski čimbenici djeluju probabilistički, odnosno mijenjaju vjerojatnosti, a ne određuju svaki ishod.

Slična je logika važna i u razvoju sposobnosti. Genetske karakteristike mogu pridonijeti individualnim razlikama, ali mogućnosti učenja i uvjeti razvoja utječu na to kako će se sposobnosti razvijati.

7. Utjecaj okoliša na razvoj organizma

Okoliš može utjecati na organizam tijekom različitih razvojnih razdoblja. Neki su utjecaji kratkotrajni i reverzibilni, dok drugi mogu imati dugotrajnije posljedice.

Prehrana

Prehrana osigurava energiju i tvari potrebne za rast, obnovu tkiva i metabolizam.

Nedostatak određenih hranjivih tvari može utjecati na razvoj kostiju, mišića, imunološkog sustava i mozga. Dovoljan unos energije i hranjivih tvari posebno je važan tijekom razdoblja intenzivnog rasta.

Genetske predispozicije za rast ne mogu se u potpunosti ostvariti ako organizmu nedostaju osnovni uvjeti za razvoj.

Temperatura

Temperatura utječe na brzinu kemijskih reakcija i funkcioniranje stanica. Svaka vrsta ima određeni raspon uvjeta u kojima može normalno funkcionirati.

Neke vrste mogu mijenjati fiziološke procese ili ponašanje kako bi se prilagodile temperaturi. Međutim, ekstremna hladnoća ili toplina mogu oštetiti stanice i ugroziti preživljavanje.

Svjetlost

Svjetlost utječe na fotosintezu biljaka, vid i cirkadijane ritmove brojnih organizama.

Kod ljudi izloženost svjetlosti utječe na biološki sat i regulaciju ciklusa spavanja i budnosti. Vrijeme i intenzitet izloženosti mogu utjecati na cirkadijane ritmove.

Stres

Stres je odgovor organizma na zahtjeve ili prijetnje koje narušavaju ili mogu narušiti ravnotežu organizma.

Kratkotrajni stres može mobilizirati energiju i pripremiti organizam za djelovanje. Dugotrajna ili intenzivna izloženost stresu može nepovoljno djelovati na fiziološke sustave i zdravlje.

Učinak stresa ovisi o njegovu intenzitetu, trajanju, mogućnostima oporavka, prethodnim iskustvima i drugim individualnim čimbenicima.

Društveno okruženje

Kod društvenih vrsta interakcije s drugim pripadnicima vrste mogu utjecati na razvoj, učenje i ponašanje.

Kod ljudi obitelj, obrazovanje, vršnjački odnosi i društvene prilike pridonose razvoju jezika, socijalnih vještina, samoregulacije i uvjerenja.

Društveno okruženje ne djeluje jednako na sve pojedince jer se ljudi razlikuju u iskustvima, potrebama, osjetljivosti i načinima reagiranja.

8. Plastičnost i prilagodba

**Plastičnost** je sposobnost organizma da mijenja svoju strukturu, funkcioniranje ili ponašanje kao odgovor na iskustvo i uvjete okoliša.

Plastičnost omogućuje organizmima da se prilagode promjenjivim uvjetima, ali njezin opseg razlikuje se među vrstama, osobinama i razvojnim razdobljima.

Razvojna plastičnost

Razvojna plastičnost odnosi se na mogućnost da različiti okolišni uvjeti utječu na razvojne putanje organizma.

Primjerice, dostupnost hranjivih tvari tijekom rasta može utjecati na konačnu tjelesnu veličinu. Kod nekih životinja temperatura tijekom razvoja može utjecati na određene razvojne karakteristike.

Bihevioralna plastičnost

Bihevioralna plastičnost odnosi se na sposobnost promjene ponašanja u skladu s iskustvom ili promjenom uvjeta.

Učenje je jedan od glavnih primjera. Organizam može promijeniti ponašanje nakon iskustva s nagradom, kaznom ili novim informacijama.

Kod ljudi se bihevioralna plastičnost očituje u usvajanju jezika, razvoju vještina, promjeni navika i prilagodbi novim društvenim situacijama.

Neuroplastičnost

Neuroplastičnost je sposobnost živčanog sustava da mijenja svoje veze i funkcionalnu organizaciju kao odgovor na razvoj, učenje, iskustvo ili ozljedu.

Učenje može dovesti do promjena u učinkovitosti sinaptičkih veza, a ponavljano iskustvo može pridonijeti reorganizaciji određenih živčanih mreža.

Neuroplastičnost ne znači da se svaka promjena može neograničeno ostvariti. Njezine mogućnosti ovise o dobi, prirodi zadatka, stanju živčanog sustava i drugim čimbenicima.

9. Interakcija gena i okoliša

Interakcija gena i okoliša nastaje kada učinak genetskih razlika na neku osobinu ovisi o okolišnim uvjetima ili kada se učinci okoliša razlikuju među genetski različitim pojedincima.

To znači da određeni genetski čimbenik ne mora imati jednak učinak u svim uvjetima.

Primjerice, genetske razlike mogu utjecati na osjetljivost organizma na određenu prehranu ili toksin. Učinak izloženosti može se razlikovati ovisno o genetskim karakteristikama organizma.

Kod ljudi se interakcije gena i okoliša istražuju u kontekstu razvoja, reakcija na stres, psihičkog zdravlja i drugih osobina.

Ipak, potrebno je razlikovati općenitu činjenicu da na osobinu utječu i geni i okoliš od specifične statističke interakcije koja se može dokazati odgovarajućim istraživanjem.

10. Epigenetika: regulacija aktivnosti gena

Epigenetika proučava promjene u regulaciji aktivnosti gena koje ne zahtijevaju promjenu osnovnog slijeda DNA.

Stanice organizma uglavnom imaju isti genom, ali različite vrste stanica aktiviraju različite skupine gena. Epigenetski mehanizmi pomažu regulirati kada će određeni geni biti aktivni i u kojoj mjeri.

Među poznatim epigenetskim mehanizmima su:

Okolišni čimbenici u određenim okolnostima mogu biti povezani s epigenetskim promjenama. Međutim, nije svaka takva promjena trajna niti se svaka prenosi na potomstvo.

Epigenetika ne znači da iskustva mijenjaju osnovni genetski kod na jednostavan i predvidljiv način. Ona opisuje složene procese regulacije aktivnosti gena koji sudjeluju u razvoju i prilagodbi organizma.

11. Prirodna selekcija i prilagodba okolišu

Nasljeđe i okoliš važni su i za evoluciju populacija.

**Prirodna selekcija** proces je u kojem nasljedne osobine koje pridonose preživljavanju ili reproduktivnom uspjehu u određenim uvjetima mogu postati učestalije tijekom generacija.

Ako postoji nasljedna varijacija među jedinkama, a neke varijante pridonose većem reproduktivnom uspjehu u određenom okolišu, učestalost tih varijanti može se povećavati kroz generacije.

Primjerice, u okolišu u kojem određena boja tijela omogućuje bolju kamuflažu, jedinke s tom osobinom mogu imati veću vjerojatnost preživljavanja i razmnožavanja. Ako je osobina nasljedna, njezina se učestalost može povećavati u populaciji.

Prirodna selekcija ne djeluje zato što organizmi svjesno razvijaju osobine koje su im potrebne. Ona djeluje kroz razlike u reproduktivnom uspjehu među jedinkama.

Također, prilagodba ne znači da je neka osobina općenito najbolja u svim uvjetima. Prednost ovisi o okolišu i može se promijeniti kada se uvjeti promijene.

12. Zašto se potomci razlikuju od roditelja?

Potomci nisu potpuno jednaki svojim roditeljima zbog genetskih i okolišnih razloga.

Genetska rekombinacija

Tijekom stvaranja spolnih stanica dolazi do rekombinacije genetskog materijala. Ona omogućuje nove kombinacije genetskih varijanti.

Zbog toga braća i sestre, osim jednojajčanih blizanaca, u pravilu imaju različite kombinacije naslijeđenih varijanti.

Mutacije

Mutacije su promjene u DNA. One mogu nastati spontano tijekom replikacije DNA ili kao posljedica određenih vanjskih čimbenika.

Mutacije mogu biti neutralne, štetne ili, u određenim okolnostima, korisne. Njihov učinak ovisi o mjestu promjene, biološkoj funkciji zahvaćenog područja i drugim čimbenicima.

Mutacije u stanicama koje sudjeluju u stvaranju potomstva mogu se prenijeti na sljedeću generaciju, dok se većina mutacija u drugim tjelesnim stanicama ne nasljeđuje.

Različita iskustva

Čak i osobe sa sličnim genetskim nasljeđem mogu se razlikovati zbog različitih iskustava, zdravstvenih stanja, prehrane, obrazovanja i društvenih odnosa.

Zato sličnost među biološkim srodnicima ne proizlazi samo iz gena, kao što se ni razlike među njima ne mogu pripisati samo okolišu.

13. Značenje odnosa nasljeđa i okoliša za biologiju i psihologiju

Proučavanje odnosa nasljeđa i okoliša pomaže objasniti individualne razlike i razvoj organizama.

U biologiji je važno za razumijevanje razvoja, prilagodbe, evolucije i razlika među organizmima. U medicini pomaže u procjeni rizika od bolesti, razumijevanju nasljednih predispozicija i proučavanju utjecaja životnih uvjeta na zdravlje.

U psihologiji omogućuje istraživanje načina na koji biološke karakteristike, iskustva i društveni uvjeti sudjeluju u razvoju kognitivnih sposobnosti, temperamenta, osobnosti i ponašanja.

Ipak, zaključke treba donositi na odgovarajućoj razini. Podaci o nasljednosti neke osobine u populaciji ne omogućuju automatsko predviđanje njezina izražavanja kod pojedinca.

Slično tome, činjenica da okoliš može utjecati na razvoj ne znači da je svaki ishod moguće promijeniti neograničeno. Biološke mogućnosti i ograničenja također su važni.

Najpotpunije razumijevanje razvoja dobiva se povezivanjem genetskih, fizioloških, razvojnih i okolišnih čimbenika.

Što vrijedi zapamtiti?

Istraži dalje

Izvori i literatura

1. Griffiths, A. J. F., Wessler, S. R., Carroll, S. B., & Doebley, J. (2020). *Introduction to Genetic Analysis* (12. izd.). W. H. Freeman. Udžbenik o genima, nasljeđivanju, genetskim varijacijama i njihovim učincima.

2. Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Orr, R. B. (2020). *Campbell Biology* (12. izd.). Pearson. Sveobuhvatan udžbenik biologije koji obrađuje nasljeđivanje, razvoj, evoluciju i utjecaj okoliša na organizme.

3. Visscher, P. M., Hill, W. G., & Wray, N. R. (2008). Heritability in the genomics era—concepts and misconceptions. *Nature Reviews Genetics, 9*, 255–266. https://doi.org/10.1038/nrg2322

4. Turkheimer, E. (2000). Three laws of behavior genetics and what they mean. *Current Directions in Psychological Science, 9*(5), 160–164. https://doi.org/10.1111/1467-8721.00084

5. Meaney, M. J. (2010). Epigenetics and the biological definition of gene × environment interactions. *Child Development, 81*(1), 41–79. https://doi.org/10.1111/j.1467-8624.2009.01381.x

6. Waddington, C. H. (1942). The epigenotype. *Endeavour, 1*, 18–20. Povijesni rad važan za razvoj pojma epigenotipa.

7. Gilbert, S. F., & Epel, D. (2015). *Ecological Developmental Biology: The Environmental Regulation of Development, Health, and Evolution* (2. izd.). Sinauer Associates. Knjiga o povezanosti okolišnih čimbenika, razvoja organizma i evolucije.

8. National Human Genome Research Institute. *Talking Glossary of Genomic and Genetic Terms*. https://www.genome.gov/genetics-glossary