Het ontwikkelen van meerdere alternatieve fenotypes vanuit één genotype
Polyfenie (Engels: “polyphenism”) is het best bekend van de kasten van sociale insecten (bijen, wespen, mieren en termieten). Uit hetzelfde genotype kan zowel een werkster als een koningin ontwikkelen, afhankelijk van de voeding die de larve krijgt.
Seizoenspolyfenie is bekend van vlinders die voorkomen in twee verschillende morfologische varianten, ook genoemd morfotypes. Het landkaartje (Araschnia levana) heeft een voorjaarsvorm met rode en zwarte vlekken, en een zomervorm met zwarte vleugels met witte banden. De Afrikaanse vlinder Bicyclus anynana heeft in het natte seizoen bruine vleugels en opvallende oogvlekken, en in de droge tijd vleugels met bruingrijze kleuren. Dit zijn aanpassingen aan de seizoenen; in de natte periode is het afschrikken van predatoren van belang en in het droge seizoen camouflage tegen verdord gras.
Polyfenie is een vorm van fenotypische plasticiteit, maar dan niet voor een continu variërend kenmerk, maar als twee alternatieve ontwikkelingsprogramma’s waartussen afhankelijk van een uitwendige factor een keuze gemaakt wordt. Er is vaak een discrepantie in de tijd tussen de inducerende en de selecterende omgeving. De inducerende omgeving zet via een epigenetisch mechanisme het alternatieve ontwikkelingsprogramma aan, maar de selecterende omgeving bepaalt uiteindelijk de fitness.
In het geval van Bicyclus is de fysiologische factor die deze keuze bepaalt de concentratie van het hormoon ecdyson. Gedurende het larvale stadium is er een periode van gevoeligheid voor de temperatuur die een ecdysonpiek induceert. De cellen van de vleugel brengen een ecdysonreceptor tot expressie en zijn daarom gevoelig voor de hormoonpiek, waarmee hun kleurontwikkeling epigenetisch gestuurd wordt.
