Plik rozwojowa biologia ewolucyjna, powszechnie w skrócie evo-devo ze względu na swój akronim w języku angielskim jest to nowa dziedzina biologii ewolucyjnej, która integruje gałąź rozwoju z ewolucją. Jednym z najbardziej obiecujących celów tej dyscypliny jest wyjaśnienie różnorodności morfologicznej na Ziemi.
Nowoczesna synteza starała się zintegrować teorię ewolucji Darwina poprzez dobór naturalny i mechanizmy dziedziczenia zaproponowane przez Mendla. Pominął jednak możliwą rolę rozwoju w biologii ewolucyjnej. Dlatego evo-devo powstaje z braku integracji rozwoju w syntezie.
Zatem odkrycie genów zaangażowanych w te procesy dało początek evo-devo. Biolodzy zajmujący się ewolucją zajmujący się rozwojem mają za zadanie porównywanie genów regulujących procesy rozwojowe w wielu organizmach wielokomórkowych..
Indeks artykułów
Jednym z fundamentalnych pytań w biologii ewolucyjnej - i ogólnie w naukach biologicznych - jest to, w jaki sposób powstała niezwykła różnorodność biologiczna organizmów zamieszkujących dziś planetę.
Różne gałęzie biologii, takie jak anatomia, paleontologia, biologia rozwoju, genetyka i genomika, dostarczają informacji potrzebnych do znalezienia odpowiedzi na to pytanie. Jednak w ramach tych dyscyplin rozwój.
Organizmy rozpoczynają swoje życie jako pojedyncza komórka i poprzez procesy rozwojowe następuje formowanie się tworzących ją struktur, nazywanych m.in. głową, nogami, ogonami..
Rozwój jest pojęciem centralnym, ponieważ w trakcie tego procesu cała informacja genetyczna zawarta w organizmie jest przekładana na obserwowaną przez nas morfologię. W ten sposób odkrycie genetycznych podstaw rozwoju ujawniło, w jaki sposób można odziedziczyć zmiany w tym zakresie, dając początek evo-devo.
Evo-devo stara się zrozumieć mechanizmy, które doprowadziły do ewolucji rozwoju, w zakresie:
- Procesy rozwojowe. Na przykład, w jaki sposób nowa komórka lub nowa tkanka jest odpowiedzialna za nowe morfologie w pewnych liniach
- Procesy ewolucyjne. Na przykład, które naciski selektywne sprzyjały ewolucji tych nowych morfologii lub struktur.
Do połowy lat osiemdziesiątych większość biologów zakładała, że różnorodność form powstała dzięki znacznym zmianom w genach, które kontrolowały rozwój każdej linii..
Biolodzy wiedzieli, że mucha wygląda jak mucha, a mysz dzięki genom. Uważano jednak, że geny między takimi odmiennymi morfologicznie organizmami powinny odzwierciedlać te fatalne różnice na poziomie genów..
Badania mutantów muszek owocówek, Drosophila, doprowadziło do odkrycia genów i produktów genów zaangażowanych w rozwój owadów.
Te pionierskie prace Thomasa Kaufmana doprowadziły do odkrycia genów Hox - osoby odpowiedzialne za kontrolowanie wzoru struktur ciała i tożsamości segmentów w osi przednio-tylnej. Te geny działają poprzez regulację transkrypcji innych genów..
Dzięki genomice porównawczej można stwierdzić, że geny te występują u prawie wszystkich zwierząt.
Innymi słowy, chociaż metazoany różnią się znacznie pod względem morfologii (pomyśl o robaku, nietoperzu i wielorybie), mają wspólne ścieżki rozwojowe. To odkrycie było szokujące dla ówczesnych biologów i doprowadziło do rozpowszechnienia się nauki o evo-devo..
W ten sposób wyciągnięto wniosek, że gatunki o bardzo różnych fenotypach mają bardzo niewiele różnic genetycznych, a mechanizmy genetyczne i komórkowe są niezwykle podobne w całym drzewie życia..
Evo-devo charakteryzuje się rozwojem wielu programów badawczych. Muller (2007) wspomina o czterech z nich, chociaż ostrzega, że nakładają się na siebie.
Ten typ badań ma na celu wyjaśnienie różnic morfogenetycznych, które odróżniają ontogenezę prymitywną od pochodnych. Informacje można uzupełnić o to, co znajduje się w zapisie kopalnym.
Idąc tym tokiem myślenia, można scharakteryzować różne wzorce ewolucji morfologicznej na dużą skalę, takie jak istnienie heterochronii..
Są to zmiany, które pojawiają się w trakcie rozwoju, albo w momencie pojawienia się, w tempie tworzenia się cechy.
Podejście to koncentruje się na ewolucji rozwojowej maszynerii genetycznej. Wśród stosowanych technik jest klonowanie i wizualizacja ekspresji genów biorących udział w regulacji.
Na przykład badanie genów Hox i jego ewolucji poprzez procesy takie jak mutacja, duplikacja i dywergencja.
Ten program bada interakcje, a dynamika na poziomie molekularnym, komórkowym i tkankowym wpływa na zmiany ewolucyjne. Bada właściwości rozwojowe, które nie są zawarte w genomie organizmu.
Podejście to pozwala potwierdzić, że chociaż istnieje ten sam fenotyp, może być różnie wyrażany w zależności od warunków środowiskowych..
Ten program koncentruje się na kwantyfikacji, modelowaniu i symulacji ewolucji rozwoju, w tym modelach matematycznych do analizy danych..
Pojawienie się evo-devo dało początek innym dyscyplinom, które starały się kontynuować integrację różnych gałęzi biologii z teorią ewolucji, w ten sposób narodziło się eco-evo-devo..
Ta nowa gałąź poszukuje integracji koncepcji symbiozy rozwojowej, plastyczności rozwojowej, przystosowania genetycznego i budowy nisz..
Ogólnie rzecz biorąc, symbioza rozwojowa stwierdza, że organizmy są zbudowane częściowo dzięki interakcjom z ich środowiskiem i są trwałymi związkami symbiotycznymi z mikroorganizmami. Na przykład u różnych owadów istnienie bakterii symbiotycznych powoduje izolację reprodukcyjną.
Nie ma wątpliwości, że symbioza wywarła imponujący wpływ na ewolucję organizmów, od powstania komórki eukariotycznej do powstania samej wielokomórkowości..
Podobnie plastyczność rozwojowa polega na zdolności organizmów do generowania różnych fenotypów w zależności od środowiska. W tej koncepcji środowisko nie jest wyłącznie czynnikiem selektywnym, bez kształtowania również fenotypu.
Jeszcze bez komentarzy