Ево-Дево (Еволюционна биология на развитието)

на Еволюционна биология на развитието, съкратено често като EVO-Devo с акроним на английски език, е нова област на еволюционната биология, която интегрира клона на развитието в еволюцията. Една от най-обещаващите цели на тази дисциплина е да се обясни морфологичното разнообразие на земята.

Съвременният синтез се стреми да интегрира теорията на Дарвин за еволюцията чрез естествен подбор и механизмите на наследяване, предложени от Мендел. Въпреки това, тя изключи възможната роля на развитието в еволюционната биология. Следователно, evo-devo възниква при липсата на интегриране на развитието в синтеза.

Развитието на молекулярната биология постигна последователността на геномите и визуализацията на генетичната активност, позволявайки да се запълни тази празнина в еволюционната теория..

Така откриването на гените, включени в тези процеси, е довело до появата на ево-дево. Биолозите на еволюционното развитие отговарят за сравняване на гените, които регулират процесите на развитие в широк спектър от многоклетъчни организми..

индекс

• 1 Какво е ево-дево?
• 2 Историческа перспектива
  • 2.1 Преди Hox гените
  • 2.2 След Hox гените
• 3 Какви ево-дево проучвания?
  • 3.1 Ембриологична морфология и сравнителна
  • 3.2 Биология на генетичното развитие
  • 3.3 Експериментална епигенетика
  • 3.4 Компютърни програми
• 4 Еко-ево-дево
• 5 Препратки

Какво е ево-дево?

Един от основните въпроси в еволюционната биология - и в биологичните науки като цяло - е как се е случило извънредното биоразнообразие на организмите, които сега живеят на планетата..

Отличителни клонове на биологията, като анатомия, палеонтология, биология на развитието, генетика и геномика, дават информация, за да намерят отговор на този въпрос. Въпреки това, в рамките на тези дисциплини, развитието.

Организмите започват живота си като една клетка и, чрез процесите на развитие, формирането на структурите, които го съставят, наричат ​​себе си главата, краката, опашките и др..

Развитието е централна концепция, тъй като чрез този процес цялата генетична информация, съдържаща се в организма, се превежда в морфологията, която наблюдаваме. По този начин откриването на генетичната основа на развитието разкри как могат да се наследят промените в това, което води до появата на ево-дево.

Evo-devo се стреми да разбере механизмите, които са довели до развитието на развитието, по отношение на:

- Процесите на развитие. Например, като нова клетка или нова тъкан е отговорен за новите морфологии в някои линии

- Еволюционните процеси. Например, което селективно налягане стимулира еволюцията на споменатите морфологии или нови структури.

Историческа перспектива

Преди гените Нох

До средата на 80-те години повечето биолози предположиха, че разнообразието във форми е възникнало чрез значителни промени в гените, които контролират развитието на всяка линия.

Биолозите знаеха, че мухата прилича на муха и мишка като мишка, благодарение на гените си. Смята се обаче, че гените между различните организми, които са толкова различни морфологично, трябва да отразяват тези огромни разлики на нивото на гените..

След гените Нох

Изследвания, проведени върху мутанти с плодова муха, Drosophila, доведе до откриването на гени и генни продукти, които участват в развитието на насекомото.

Тези пионерски творби на Томас Кауфман доведоха до откриването на гени Нох - тези, които отговарят за контролирането на структурата на телесните структури и идентичността на сегментите в пред-задната ос. Тези гени работят чрез регулиране на транскрипцията на други гени.

Благодарение на сравнителната геномика можем да заключим, че тези гени присъстват в почти всички животни.

С други думи, въпреки че метазоанците се различават значително по отношение на морфологията (мислете за червей, прилеп и кит), те споделят общи пътища за развитие. Това откритие беше шокиращо за биолозите от онова време и доведе до разпространението на науката за ево-дево.

По този начин беше направено заключението, че видове с много различни фенотипове имат много малко генетични различия и че генетичните и клетъчните механизми са изключително сходни в цялото дърво на живота..

Какво прави проучването evo-devo?

Evo-devo се характеризира с развитието на множество изследователски програми. Мюлер (2007) споменава четири от тях, въпреки че предупреждава, че те се припокриват.

Морфология и сравнителна ембриология

Този тип изследване се стреми да посочи морфогенетичните различия, които разграничават примитивните онтогении от дериватите. Информацията може да бъде допълнена с това, което се намира в изкопаемите данни.

Следвайки тази линия на мислене, можем да характеризираме различни модели на морфологична еволюция при големи скали, като например съществуването на хетерохронии..

Това са вариации, които се проявяват в развитието, или във времето на появата в скоростта на формиране на чертата.

Биология на генетичното развитие

Този фокус се фокусира върху еволюцията на генетичния механизъм на развитие. Сред използваните техники е клонирането и визуализирането на експресията на гените, включени в регулирането.

Например изследването на гените Нох и неговата еволюция през процеса като мутация, дублиране и дивергенция.

Експериментална епигенетика

Тази програма изучава взаимодействието и динамиката на молекулярното, клетъчното и тъканното ниво влияят на еволюционните промени. Проучете свойствата за развитие, които не се съдържат в генома на организма.

Този подход позволява да се потвърди, че въпреки че съществува същият фенотип, той може да бъде изразен различно в зависимост от условията на околната среда.

Компютърни програми

Тази програма се фокусира върху количествено определяне, моделиране и симулиране на развитието, включително математически модели за анализ на данните.

Evo-Devo еко

Появата на ево-дево доведе до формирането на други дисциплини, които се стремяли да продължат с интегрирането на различни отрасли на биологията в еволюционната теория, като по този начин се роди еко-ево-дево..

Този нов клон се стреми към интегриране на концепциите за симбиоза на развитието, развитие на пластичност, генетично настаняване и изграждане на ниши.

Най-общо казано, симбиозата на развитието предполага, че организмите са изградени отчасти благодарение на взаимодействието с околната среда и са постоянни симбиотични взаимоотношения с микроорганизмите. Например, при няколко насекоми съществуването на симбиотични бактерии произвежда репродуктивна изолация.

Няма съмнение, че симбиозата е оказала впечатляващо въздействие върху еволюцията на организмите, от произхода на еукариотната клетка до произхода на самата многоклетъчност..

По същия начин, пластичността в развитието се състои от способността на организмите да генерират различни фенотипове, в зависимост от околната среда. Съгласно тази концепция, околната среда не е изключително селективен агент, без да се оформя фенотипът.

препратки

1. Carroll, S. B. (2008). Ево-дево и разширяващ се еволюционен синтез: генетична теория на морфологичната еволюция. клетка, 134(1), 25-36.
2. Gilbert, S.F., Bosch, T.C., & Ledón-Rettig, C. (2015). Еко-Ево-Дево: симбиоза на развитието и пластичност на развитието като еволюционни агенти. Nature Reviews Генетика, 16(10), 611.
3. Müller, G. B. (2007). Ево-дево: разширяване на еволюционния синтез. Nature преглежда генетиката, 8(12), 943.
4. Raff, R. A. (2000). Ево-дево: еволюцията на нова дисциплина. Nature Reviews Генетика, 1(1), 74.
5. Султан, С. Е. (2017). Eco-Ево-Devo. в Еволюционна биология на развитието (стр. 1-13). Springer International Publishing.