biologie evolutivă a dezvoltării, prescurtat în mod obișnuit ca evo-devo pentru acronimul său în limba engleză, este un domeniu nou al biologiei evoluției care integrează ramura dezvoltării în evoluție. Unul dintre cele mai promițătoare obiective ale acestei discipline este explicarea diversității morfologice pe pământ.
Sinteza modernă a căutat să integreze teoria evoluției lui Darwin prin selecție naturală și mecanismele de moștenire propuse de Mendel. Cu toate acestea, el a omis rolul posibil al dezvoltării în biologia evoluției. Prin urmare, evo-devo apare din lipsa integrării dezvoltării în sinteză.
Astfel, descoperirea genelor implicate în aceste procese a dat naștere la originea evo-devo. Biologii evolutivi ai dezvoltării sunt însărcinați cu compararea genelor care reglează procesele de dezvoltare într-o gamă largă de organisme multicelulare..
Indice articol
Una dintre întrebările fundamentale în biologia evoluției - și în științele biologice în general - este modul în care a apărut biodiversitatea extraordinară a organismelor care locuiesc astăzi pe planetă.
Diferite ramuri ale biologiei, cum ar fi anatomia, paleontologia, biologia dezvoltării, genetica și genomica oferă informații pentru a găsi răspunsul la această întrebare. Cu toate acestea, în cadrul acestor discipline, dezvoltarea.
Organismele își încep viața ca o singură celulă și, prin procesele de dezvoltare, are loc formarea structurilor care o compun, numindu-i cap, picioare, cozi, printre altele..
Dezvoltarea este un concept central, deoarece prin acest proces toate informațiile genetice conținute într-un organism sunt traduse în morfologia pe care o observăm. Astfel, descoperirea bazelor genetice ale dezvoltării a dezvăluit modul în care schimbările pot fi moștenite, dând naștere evo-devo.
Evo-devo caută să înțeleagă mecanismele care au condus la evoluția dezvoltării, în termeni de:
- Procese de dezvoltare. De exemplu, modul în care o nouă celulă sau un țesut nou este responsabil pentru morfologii noi în anumite linii
- Procese evolutive. De exemplu, care presiuni selective au promovat evoluția acestor morfologii sau structuri noi.
Până la mijlocul anilor 1980, majoritatea biologilor au presupus că diversitatea în forme a apărut datorită schimbărilor semnificative ale genelor care au controlat dezvoltarea fiecărei filiații..
Biologii știau că o muscă arăta ca o muscă, iar un șoarece arăta ca un șoarece, datorită genelor lor. Cu toate acestea, s-a crezut că genele dintre astfel de organisme morfologice disparate ar trebui să reflecte aceste diferențe abisale la nivelul genelor..
Studii asupra mutanților cu muște de fructe, Drosophila, a dus la descoperirea genelor și a produselor genetice implicate în dezvoltarea insectelor.
Aceste lucrări de pionierat ale lui Thomas Kaufman au condus la descoperirea genelor Hox - cei însărcinați cu controlul tiparului structurilor corpului și identitatea segmentelor din axa anteroposterioră. Aceste gene funcționează prin reglarea transcrierii altor gene..
Datorită genomicii comparative, se poate concluziona că aceste gene sunt prezente la aproape toate animalele.
Cu alte cuvinte, deși metazoanele diferă foarte mult în morfologie (gândiți-vă la un vierme, un liliac și o balenă), ele împărtășesc căi comune de dezvoltare. Această descoperire a fost șocantă pentru biologii vremii și a dus la proliferarea științei evo-devo..
În acest fel, s-a ajuns la concluzia că speciile cu fenotipuri foarte diferite au foarte puține diferențe genetice și că mecanismele genetice și celulare sunt extrem de similare pe tot parcursul arborelui vieții..
Evo-devo a fost caracterizat prin dezvoltarea de programe multiple de cercetare. Muller (2007) menționează patru dintre ele, deși avertizează că se suprapun reciproc.
Acest tip de studiu caută să clarifice diferențele morfogenetice care disting ontogenia primitivă de cele derivate. Informația poate fi completată cu ceea ce se găsește în dosarul fosil.
Urmând această linie de gândire, diferite tipare de evoluție morfologică pot fi caracterizate pe scări mari, cum ar fi existența heterocroniilor..
Acestea sunt variații care apar în dezvoltare, fie în momentul apariției în rata de formare a trăsăturii.
Această abordare se concentrează pe evoluția mecanismului genetic de dezvoltare. Printre tehnicile utilizate se numără clonarea și vizualizarea expresiei genelor implicate în reglare.
De exemplu, studiul genelor Hox și evoluția sa prin procese precum mutația, duplicarea și divergența.
Acest program studiază interacțiunea și dinamica la nivel molecular, celular și țesut afectează schimbările evolutive. Studiază proprietățile de dezvoltare care nu sunt conținute în genomul organismului.
Această abordare permite coroborarea faptului că, deși există același fenotip, acesta poate fi exprimat diferențial în funcție de condițiile de mediu..
Acest program se concentrează pe cuantificarea, modelarea și simularea evoluției dezvoltării, inclusiv modele matematice pentru analiza datelor..
Apariția evo-devo a dat naștere la formarea altor discipline care au încercat să continue cu integrarea diferitelor ramuri ale biologiei în teoria evoluției, astfel s-a născut eco-evo-devo..
Această nouă ramură urmărește integrarea conceptelor de simbioză a dezvoltării, plasticitatea dezvoltării, acomodarea genetică și construcția de nișe..
În termeni generali, simbioza dezvoltării afirmă că organismele sunt construite, în parte, datorită interacțiunilor cu mediul lor și sunt relații simbiotice persistente cu microorganismele. De exemplu, la diferite insecte, existența bacteriilor simbiotice produce izolare reproductivă.
Nu există nicio îndoială că simbioza a avut un impact impresionant asupra evoluției organismelor, de la originea celulei eucariote până la originea multicelularității..
În mod similar, plasticitatea dezvoltării constă în capacitatea organismelor de a genera fenotipuri diferite, în funcție de mediu. Conform acestui concept, mediul nu este exclusiv un agent selectiv, fără a forma și fenotipul.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.