Ево-Дево (Еволуцијска биологија развоја)

Тхе Еволуцијска биологија развоја, скраћено обично као ево-дево својим акронимом на енглеском језику, представља ново поље еволуционе биологије које интегрише грану развоја у еволуцију. Један од најперспективнијих циљева ове дисциплине је да објасни морфолошку разноликост Земље.

Модерна синтеза настојала је да интегрише Дарвинову теорију еволуције природном селекцијом и механизмима насљеђивања које је предложио Мендел. Међутим, изостављена је могућа улога развоја у еволуцијској биологији. Дакле, ево-дево настаје у одсуству интеграције развоја у синтези.

Развој молекуларне биологије постигао је низ генома и визуализацију генетичке активности, допуштајући да попуни ту празнину у теорији еволуције.

Дакле, откриће гена укључених у ове процесе довело је до поријекла ево-дево. Биолози еволутивног развоја задужени су за поређење гена који регулишу развојне процесе у широком спектру вишестаничних организама..

Индек

• 1 Шта је ево-дево?
• 2 Историјска перспектива
  • 2.1 Пре Хок гена
  • 2.2 Након Хок гена
• 3 Које студије ево-дево?
  • 3.1. Морфологија ембриологије и компаративна
  • 3.2 Биологија генетског развоја
  • 3.3 Експериментална епигенетика
  • 3.4 Рачунарски програми
• 4 Еко-ево-дево
• 5 Референце

Шта је ево-дево?

Једно од темељних питања у еволуцијској биологији - иу биолошким наукама уопште - је како је дошло до изванредног биодиверзитета организама који сада живе на планети.

Различите гране биологије, као што су анатомија, палеонтологија, развојна биологија, генетика и геномика, пружају информације за проналажење одговора на ово питање. Међутим, унутар ових дисциплина, развој.

Организми почињу свој живот као једну ћелију и, кроз процесе развоја, формирају структуре које га састављају, називајући се међу осталима главом, ногама, репом..

Развој је централни концепт, јер се кроз овај процес сва генетска информација садржана у организму преводи у морфологију коју посматрамо. Дакле, откриће генетске основе развоја открило је како се промјене у овоме могу наслиједити, што доводи до ево-дево.

Ево-дево тежи разумевању механизама који су довели до еволуције развоја, у смислу:

- Процеси развоја. На пример, као нова ћелија или ново ткиво одговорно је за нове морфологије у одређеним лозама

- Еволуцијски процеси. На пример, који селективни притисци промовишу еволуцију наведених морфологија или нових структура.

Хисторицал перспецтиве

Пре гена Хок

До средине 1980-их, већина биолога је претпостављала да је разноликост у формама настала значајним промјенама у генима који контролишу развој сваке линије.

Биолози су знали да муха изгледа као муха, а миш као миш, захваљујући својим генима. Међутим, сматрало се да гени између организама који су тако различити морфолошки, треба да одражавају ове тешке разлике на нивоу гена.

После гена Хок

Студије су спроведене на мутантима воћне мушице, Дросопхила, довела је до откривања гена и генских производа који су укључени у развој инсекта.

Ови пионирски радови Тхомаса Кауфмана довели су до открића гена Хок - они који су задужени за контролу обрасца телесних структура и идентитет сегмената у антеро-постериорној оси. Ови гени функционишу тако што регулишу транскрипцију других гена.

Захваљујући компаративној геномици, можемо закључити да су ови гени присутни у готово свим животињама.

Другим речима, иако се метазони значајно разликују по морфологији (мислим на црва, шишмиша и кит), они деле заједничке развојне путеве. Ово откриће је шокирало биологе тог времена и довело до ширења науке о ево-дево.

На овај начин је закључено да врсте са веома различитим фенотиповима имају врло мало генетских разлика и да су генетски и ћелијски механизми изузетно слични у целом дрвету живота..

Шта ради ево-дево студија?

Ево-дево карактерише развој више истраживачких програма. Муллер (2007) спомиње четири од њих, иако упозорава да се међусобно преклапају.

Морфологија и компаративна ембриологија

Овај тип истраживања настоји указати на морфогенетске разлике које разликују примитивне онтогенеје од деривата. Информације се могу допунити оним што се налази у фосилним записима.

Пратећи ову линију мишљења, можемо карактеризирати различите обрасце морфолошке еволуције у великим скалама, као што је постојање хетерохроније..

То су варијације које се јављају у развоју, било у време појављивања у брзини формирања особине.

Биологија генетског развоја

Овај фокус се фокусира на еволуцију генетичке механизације развоја. Међу кориштеним техникама је клонирање и визуализација експресије гена укључених у регулацију.

На пример, проучавање гена Хок и његова еволуција кроз процес као мутација, дуплицирање и дивергенција.

Експериментална епигенетика

Овај програм проучава интеракцију и динамику молекуларног, ћелијског и ткивног нивоа на еволутивне промене. Проучите особине развоја које се не налазе у геному организма.

Овај приступ дозвољава да се потврди да, иако исти фенотип постоји, може се изразити различито у зависности од услова околине.

Компјутерски програми

Овај програм се фокусира на квантификацију, моделирање и симулацију развојне еволуције, укључујући математичке моделе за анализу података.

Еко-ево-дево

Појава ево-дево довела је до стварања других дисциплина које су настојале да наставе са интеграцијом различитих грана биологије у еволуциону теорију, тако да је рођена еко-дево.

Ова нова грана тежи интеграцији концепата развојне симбиозе, развојне пластичности, генетског смјештаја и изградње ниша.

Уопштено говорећи, симбиоза развоја сугерише да су организми конструисани, делом захваљујући интеракцији са својим окружењем и да су трајни симбиотички односи са микроорганизмима. На пример, код неколико инсеката, постојање симбиотских бактерија производи репродуктивну изолацију.

Нема сумње да је симбиоза имала импресиван утицај на еволуцију организама, од порекла еукариотске ћелије до порекла саме мултицелуларности..

На исти начин, пластичност у развоју се састоји од способности организама да генеришу различите фенотипове, у зависности од окружења. Према овом концепту, животна средина није искључиво селективно средство, без формирања фенотипа.

Референце

1. Царролл, С. Б. (2008). Ево-дево и проширујућа еволуциона синтеза: генетичка теорија морфолошке еволуције. Целл, 134(1), 25-36.
2. Гилберт, С.Ф., Босцх, Т.Ц., & Ледон-Реттиг, Ц. (2015). Еко-Ево-Дево: развојна симбиоза и развојна пластичност као еволуцијски агенси. Натуре Ревиевс Генетицс, 16(10), 611.
3. Муллер, Г. Б. (2007). Ево-дево: проширење еволутивне синтезе. Природа прегледа генетику, 8(12), 943.
4. Рафф, Р.А. (2000). Ево-дево: еволуција нове дисциплине. Натуре Ревиевс Генетицс, 1(1), 74.
5. Султан, С.Е. (2017). Еко-Ево-Дево. Ин Еволутионари Девелопментал Биологи (стр. 1-13). Спрингер Интернатионал Публисхинг.