При решении определенных популяционных задач могут быть использованы фенокомплексы, позволяющие охарактеризовать особь, а в дальнейшем и популяцию, определенным сочетанием отдельных вариаций (фенов). Фенокомплексы могут рассматриваться как фены более высокого уровня иерархии. Фены наиболее высокого уровня маркируют определенной частотой группы популяций самых высоких рангов. Фены следующего уровня – варианты основных элементов конституции – обнаруживают строгую закономерность в изменении частоты на протяжении всего ареала.
Фенотип многоклеточного организма рассматривается сейчас не как мозаика признаков, контролируемых отдельными генами, а как общий продукт взаимодействия многих тысяч генов в онтогенезе. Следовательно, генотип развивающегося организма представляет собой эпигенетическую систему, или эпигенотип. Известно, что не сами гены взаимодействуют друг с другом, а их продукты. Функционирование эпигенотипа "сжато" таким образом, что процесс развития оказывается жестко направленным. Наряду с основной траекторией развития, которая ведет к формированию нормального для популяции или линии фенотипа ("дикого типа"), имеется набор субтраекторий, направленных в ходе развития на реализацию определенных, отличных от нормы устойчивых состояний фенотипа. Эпигенетический наследственный материал представлен химическими "метками" на хромосомах, не затрагивающими нуклеотидную последовательность ДНК. Эти гены разбросаны по некодирующим областям ДНК и единственный их продукт – молекулы РНК, через которые осуществляется контроль обычных генов. Эпигенетические элементы названы так потому, что драматически влияют на весь наследственный механизм.
Уоддингтон ввел удачную метафору –"эпигенетический ландшафт". Это понятие было создано для описания морфогенеза особи, где каждая "равнина" ведет к формированию того или иного органа или части организма. Вполне можно говорить об эпигенетическом ландшафте популяции, подразумевая предсказуемость фенотипического облика каждой популяции вида как по количественным параметрам, характеризующим форму, так и по частотам альтернативных вариаций признаков.
По М.А. Шишкину, "все зиготы одного вида имеют один и тот же потенциальный спектр путей развития и различаются лишь по вероятности их осуществления". Каждая зигота популяции в ходе развития может реализовать любой из имеющихся в конкретной популяции путей развития с определенной, заданной для этой популяции вероятностью их осуществления. В этом смысле каждая особь содержит информацию о едином для популяции эпигенетическом ландшафте.
Разные популяции вида в силу уникальности их взаимодействия с конкретной локальной экологической обстановкой будут эпигенетически различными. Смежные, соседние популяции поэтому будут обладать сходным, но нетождественным эпигенетическим ландшафтом. Изменчивость в протекании развития эпигенетическй системы популяции называют "аберративной" (эпигенетической) изменчивостью.
Н.Н. Филиппов в 60-х годах прошлого века изучал аберративную изменчивость рисунка надкрылий жуков. Из его работы, в частности, следует:
Аберративная изменчивость рисунка надкрылий жуков всегда дискретна;
Выраженность элементов рисунка, несмотря на дискретность, имеет количественную природу;
Местоположение каждого элемента рисунка по отношению к другим строго определено и неслучайно;
В рисунке есть устойчивые и неустойчивые элементы;
Развитие рисунка у каждого вида строго специфично.
При изучении рисунка надкрылий жуков (Coleoptera) выполняется правило модели о заполнении пигментом сначала центров пигментации (пятен), затем перемычек между ними и полного заливания пигментом надкрылья. Для того чтобы осуществлялось такое правильное формирование структуры рисунка, должна существовать единая эпигенетическая система популяции. Другая популяция будет иметь иной, хотя и сходный ландшафт. Эти детали, отличающие "ландшафт" одной популяции от другой, приводят к тому, что наряду с общими, перекрывающимися композициями они будут иметь уникальные, присущие только данной популяции сочетания, которые в силу иного "рельефа развития" в другой популяции никогда не смогут появиться.
Нуклеотидные последовательности ДНК однояйцовых близнецов идентичны, тем не менее, у одного из них возникают наследственные онкологические заболевания, диабет, аллергия, маниакально-депрессивный психоз, шизофрения – а у другого не возникают. Определенную роль в таком различии играют факторы окружающей среды. Но главной причиной, как считает большинство современных биологов, является эпигенетическая зависимость определенных заболеваний.
Итак, предметом фенетики является внутривидовая изменчивость, основанная на рассмотрении фенов. Методы фенетики – выделение фенов и количественное изучение такой изменчивости в популяциях и географически различных частях видовых ареалов. На протяжении последних лет ученые изучали фенотипическую конституцию популяций людей в разных регионах планеты, пытаясь выявить связь между происхождением и расовой принадлежностью. Некоторые группы людей различаются фенотипически по отдельным признакам, определяющим цвет кожи, структуру волос, форму лица, разрез глаз и проч. Многочисленные генетические исследования показали, что генетическое разнообразие людей на 90% обусловлено различиями внутри одной географической популяции, и лишь 10% – межконтинентальными различиями. Иными словами, "генетический разброс" между представителями одной расы примерно в 10 раз выше, чем межрасовые отличия в генотипе. Следовательно, представители разных рас отличаются друг от друга лишь чуть больше, чем представители одной расы.
Незначительными генетическими различиями объясняется и разная устойчивость популяций к тем или иным заболеваниям. Серповидно-клеточная анемия, например, распространена среди жителей Африки и Средиземноморья, а муковисцидоз (кистозный фиброз) больше всего поражает коренных европейцев. Чувствительность афро-американцев к ряду лекарств сердечно-сосудистых заболеваний намного меньше, чем у представителей других групп. Генетическими различиями объясняется и неодинаковая чувствительность людей к вирусу СПИДа. Гипертензия, диабет и многие другие болезни возникают в результате кумулятивного действия полиморфизмов в нескольких генах, каждый из которых в отдельности вызывает лишь едва различимый эффект отклонения организма от нормы. Знание "географических" корней приобретает большое значение для лечения ряда заболеваний, распространенных в определенных национальных группах.