EVO-DEVO (EVOLUUTIOKEHITYSBIOLOGIA) - BIOLOGIA - 2024

Evoluutiobiologia kehitys, yleisesti lyhennettä evo-devo sen lyhenne on Englanti, on uusi alue evoluutiobiologian joka integroi kehittäminen sivuliikkeen evoluutio. Yksi tämän oppiaineen lupaavimmista tavoitteista on selittää morfologinen monimuotoisuus maan päällä.

Nykyaikaisella synteesillä haluttiin integroida Darwinin evoluutioteoria luonnollisella valinnalla ja Mendelin ehdottamat perintömekanismit. Hän jätti kuitenkin kehityksen mahdollisen roolin evoluutiobiologiaan. Tästä syystä evo-devo syntyy siitä, ettei kehitystä ole integroitu synteesiin.

Lähde: Romanes, GJ; ladannut Wikipediaan en: Käyttäjä: Phlebas; Kuvaussivun kirjoittajat: fi: Käyttäjä: Phlebas, fi: Käyttäjä: Seitsemänkymmentäkolme, Wikimedia Commonsin kautta Molekyylibiologian kehityksellä saatiin aikaan genomien sekvenssi ja geneettisen aktiivisuuden visualisointi, mikä mahdollisti tämän aukon täyttämisen evoluutioteoriassa.

Siten näihin prosesseihin osallistuvien geenien löytäminen johti evo-devon alkuperään. Evoluutiokehitysbiologien tehtävänä on verrata geenejä, jotka säätelevät kehitysprosesseja monilla monisoluisilla organismeilla.

Mikä on evo-devo?

Yksi evoluutiobiologian - ja yleisesti biologisten tieteiden - peruskysymyksistä on, miten planeetalla nykyään asuvien organismien poikkeuksellinen biologinen monimuotoisuus syntyi.

Biologian eri haarat, kuten anatomia, paleontologia, kehitysbiologia, genetiikka ja genomiikka, tarjoavat tietoa vastauksen löytämiseen tähän kysymykseen. Näillä tieteenaloilla kehitys kuitenkin erottuu.

Organismit alkavat elämänsä yhtenä soluna ja kehitysprosessien kautta sitä muodostavien rakenteiden muodostuminen tapahtuu, olipa se esimerkiksi pää, jalat, hännät.

Kehitys on keskeinen käsite, koska tämän prosessin kautta kaikki organismin sisältämät geneettiset tiedot muuntuvat havaitsemme morfologiaan. Siten kehityksen geneettisten perusteiden löytäminen on paljastanut, miten kehityksen muutokset voidaan periä, mikä johtaa evo-devo-toimintaan.

Evo-devo pyrkii ymmärtämään mekanismeja, jotka ovat johtaneet kehityksen kehitykseen seuraavin osin:

- Kehitysprosessit. Esimerkiksi, kuinka uusi solu tai uusi kudos on vastuussa uusista morfologioista tietyillä suvulinjoilla

- evoluutioprosessit. Esimerkiksi mitkä selektiiviset paineet edistivät näiden uusien morfologioiden tai rakenteiden kehitystä.

Historiallinen näkökulma

Ennen geenejä

1980-luvun puoliväliin saakka suurin osa biologista oletti, että muotojen monimuotoisuus oli syntynyt merkittävien muutosten ansiosta geeneissä, jotka kontrolloivat kunkin suvun kehitystä.

Biologit tiesivät, että perho näytti kärpältä ja hiiri näytti hiiriltä geeniensä ansiosta. Kuitenkin ajateltiin, että geenien, jotka morfologisesti eroavat toisistaan, geenien on heijastettava näitä vääriä eroja geenitasolla.

Geenien jälkeen

Hedelmäkärpäsen, Drosophila-mutanttien, tutkimukset johtivat hyönteisten kehitykseen osallistuvien geenien ja geenituotteiden löytämiseen.

Nämä Thomas Kaufmanin uraauurtavat työt johtivat Hox-geenien löytämiseen - ne, jotka vastaavat kehon rakenteen rakenteen ja segmenttien identiteetin kontrolloimisesta anteroposterior-akselilla. Nämä geenit toimivat säätelemällä muiden geenien transkriptiota.

Vertailevan genomiikan ansiosta voidaan päätellä, että näitä geenejä on läsnä melkein kaikissa eläimissä.

Toisin sanoen, vaikka metazoanit eroavat suuresti morfologiasta (ajattele matoa, lepakkoa ja valaita), niillä on yhteiset kehityspolut. Tämä löytö oli järkyttävää ajan biologille ja johti evo-devon tieteen leviämiseen.

Siten pääteltiin, että lajeilla, joilla on hyvin erilaisia ​​fenotyyppejä, on hyvin vähän geneettisiä eroja ja että geneettiset ja solumekanismit ovat erittäin samanlaisia ​​koko elämäpuussa.

Mitä evo-devo opiskelee?

Evo-devolle on ominaista useiden tutkimusohjelmien kehittäminen. Muller (2007) mainitsee niistä neljä, vaikka hän varoittaa, että ne ovat päällekkäisiä.

Morfologia ja vertaileva embryologia

Tämän tyyppisellä tutkimuksella pyritään selvittämään morfogeneettiset erot, jotka erottavat primitiivisen ontogeneenin johdettuista. Tietoja voidaan täydentää fossiilitietokannasta.

Tämän ajattelutavan mukaisesti voidaan morfologisen evoluution erilaisia ​​malleja luonnehtia suuressa mittakaavassa, kuten heterokronien olemassaolo.

Nämä ovat variaatioita, joita tapahtuu kehityksessä, joko piirteen muodostumisnopeuden ilmestymisajankohtana.

Geneettisen kehityksen biologia

Tämä lähestymistapa keskittyy kehityksen geneettisen koneiston evoluutioon. Käytettyjen tekniikoiden joukossa on säätelyyn osallistuvien geenien kloonaaminen ja visualisointi.

Esimerkiksi Hox-geenien ja niiden evoluution tutkiminen muun muassa mutaation, päällekkäisyyden ja divergenssin kautta.

Kokeellinen epigenetiikka

Tämä ohjelma tutkii vuorovaikutusta ja molekyylin, solun ja kudoksen dynamiikka vaikuttavat evoluutiovaihteluihin. Se tutkii kehitysominaisuuksia, jotka eivät sisälly organismin genomiin.

Tämä lähestymistapa antaa mahdollisuuden vahvistaa, että vaikka sama fenotyyppi on olemassa, se voidaan ilmaista eri tavoin ympäristöolosuhteista riippuen.

Tietokoneohjelmat

Tämä ohjelma keskittyy kehityksen kvantifiointiin, mallintamiseen ja simulointiin, mukaan lukien matemaattiset mallit tietojen analysointia varten.

Eco-evo-devo

Evo-devon syntyminen aiheutti muiden tieteenalojen muodostumisen, jotka pyrkivät jatkamaan biologian eri alojen integroimista evoluutioteoriaan, jolloin eko-evo-devo syntyi.

Tämä uusi haara hakee kehityssymbioosin, kehitysplastillisuuden, geneettisen sopeutumisen ja kapean rakenteen käsitteiden integrointia.

Yleisesti ottaen kehityssymbioosi toteaa, että organismit rakentuvat osittain vuorovaikutuksen kanssa ympäristöönsä ja ovat pysyviä symbioottisia suhteita mikro-organismeihin. Esimerkiksi erilaisissa hyönteisissä symbioottisten bakteerien olemassaolo tuottaa lisääntymiseristystä.

Ei ole epäilystäkään siitä, että symbioosilla on ollut vaikuttava vaikutus organismien evoluutioon, eukaryoottisolun alkuperästä itse monisoluiseen alkuperään.

Samoin kehityksen plastillisuus muodostuu organismien kyvystä tuottaa erilaisia ​​fenotyyppejä ympäristöstä riippuen. Tämän käsitteen mukaan ympäristö ei ole yksinomaan selektiivinen aine, myös fenotyypin muotoilematta.

Viitteet

1. Carroll, SB (2008). Evo-devo ja laajeneva evoluutiosynteesi: geeniteoria morfologisesta evoluutiosta. Cell, 134 (1), 25 - 36.
2. Gilbert, SF, Bosch, TC, ja Ledón-Rettig, C. (2015). Eco-Evo-Devo: kehityssymbioosi ja kehitysplastillisuus evoluutioagentteina. Nature Reviews Genetics, 16 (10), 611.
3. Müller, GB (2007). Evo - devo: evoluutiosynteesin laajentaminen. Nature tarkasteli genetiikkaa, 8 (12), 943.
4. Raff, RA (2000). Evo-devo: uuden oppiaineen kehitys. Luontoarvostelut Genetiikka, 1 (1), 74.
5. Sultan, SE (2017). Eco-Evo-Devo. Julkaisussa Evolutionary Developmental Biology (s. 1-13). Springer International Publishing.