Evo-Devo (evoliucinė vystymosi biologija)

The Evoliucinė vystymosi biologija, paprastai sutrumpinama kaip evo-devo savo akronimu anglų kalba yra naujas evoliucinės biologijos laukas, integruojantis vystymosi šaką evoliucijoje. Vienas iš perspektyviausių šios disciplinos tikslų yra paaiškinti žemės morfologinę įvairovę.

Šiuolaikinė sintezė siekė integruoti Darvino evoliucijos teoriją natūralia atranka ir Mendelio pasiūlytais paveldėjimo mechanizmais. Vis dėlto ji paliko galimą raidos vaidmenį evoliucinėje biologijoje. Todėl evo-devo atsiranda nesant integracijos į sintezę.

Molekulinės biologijos plėtra pasiekė genomų seką ir genetinės veiklos vizualizaciją, leidžiančią užpildyti tą spragą evoliucijos teorijoje.

Taigi genų dalyvavimas šiuose procesuose sukėlė evo-devo kilmę. Evoliucinės raidos biologai yra atsakingi už genų, reguliuojančių vystymosi procesus įvairiuose daugiakuliuose organizmuose, palyginimą..

Indeksas

• 1 Kas yra evo-devo?
• 2 Istorinė perspektyva
  • 2.1 Prieš Hox genus
  • 2.2 Po Hox genų
• 3 Kokie evo-devo tyrimai?
  • 3.1 Embriono morfologija ir lyginamoji
  • 3.2 Genetinės raidos biologija
  • 3.3 Eksperimentinė epigenetika
  • 3.4 Kompiuterių programos
• 4 „Eco-evo-devo“
• 5 Nuorodos

Kas yra evo-devo?

Vienas iš pagrindinių klausimų evoliucinės biologijos - ir biologinių mokslų apskritai - yra tai, kaip atsirado ypatinga biologinė įvairovė, kuri šiuo metu gyvena planetoje.

Atskiras biologijos šakas, pavyzdžiui, anatomiją, paleontologiją, vystymosi biologiją, genetiką ir genomiką, galima rasti atsakant į šį klausimą. Tačiau šiose disciplinose vystymasis.

Organizmai savo gyvenimą pradeda kaip vieną ląstelę, o per vystymosi procesus - ją sudarančių struktūrų formavimąsi, vadina save galvomis, kojomis, uodegomis..

Plėtra yra pagrindinė koncepcija, nes per šį procesą visa organizme esanti genetinė informacija paverčiama morfologija, kurią stebime. Taigi, genetinio vystymosi pagrindo atskleidimas atskleidė, kaip gali būti paveldimi pokyčiai, atsiradę evo-devo.

„Evo-devo“ siekia suprasti mechanizmus, kurie lėmė vystymosi raidą:

- Plėtros procesai. Pavyzdžiui, kaip nauja ląstelė ar naujas audinys yra atsakingas už naujas morfologijas tam tikrose linijose

- Evoliuciniai procesai. Pavyzdžiui, kuris selektyvus spaudimas skatino minėtų morfologijų ar naujų struktūrų evoliuciją.

Istorinė perspektyva

Prieš genus Hox

Iki 1980-ųjų vidurio dauguma biologų manė, kad formų įvairovė atsirado dėl reikšmingų pokyčių genuose, kontroliuojančiuose kiekvienos linijos vystymąsi.

Biologai žinojo, kad lėktuvas atrodė kaip skristi, o pelė, kaip pelė, geno dėka. Tačiau buvo manoma, kad genų skirtumai tarp skirtingų morfologinių organizmų turėtų atspindėti šiuos abysminius skirtumus genų lygiu..

Po genų Hox

Tyrimai atlikti su vaisių skraidymo mutantais, Drosophila, atsirado genų ir genų produktų, kurie dalyvauja vabzdžių vystyme.

Šie novatoriški Thomaso Kaufmano darbai lėmė genų atradimą Hox - tie, kurie yra atsakingi už kūno struktūrų modelio kontrolę ir segmentų tapatumą antero-posteriori ašyje. Šie genai reguliuoja kitų genų transkripciją.

Dėl lyginamosios genomikos galime daryti išvadą, kad šie genai yra beveik visuose gyvūnuose.

Kitaip tariant, nors metazai labai skiriasi pagal morfologiją (galvoti apie kirminą, šikšnosparnį ir bangą), jie dalijasi bendrais vystymosi keliais. Šis atradimas buvo šokiruojantis to laiko biologams ir paskatino evo-devo mokslą.

Tokiu būdu buvo padaryta išvada, kad labai skirtingų fenotipų rūšys turi labai mažus genetinius skirtumus ir kad genetiniai ir ląstelių mechanizmai yra labai panašūs visoje gyvybės medyje.

Ką atlieka evo-devo tyrimas?

„Evo-devo“ pasižymėjo daugelio mokslinių tyrimų programų plėtra. Muller (2007) nurodo keturis iš jų, nors įspėja, kad jie sutampa.

Morfologija ir lyginamoji embriologija

Šio tipo tyrimu siekiama pabrėžti morfogenetinius skirtumus, kurie išskiria primityvius ontogenijas nuo darinių. Informacija gali būti papildyta tuo, kas randama iškastiniame įraše.

Po šios minties linijos galime apibūdinti skirtingus morfologinės evoliucijos modelius didelėse skalėse, pvz., Heterochronų buvimą.

Tai yra pokyčiai, atsirandantys vystymosi metu, atsiradimo metu bruožo formavimosi metu.

Genetinės plėtros biologija

Šis dėmesys sutelkiamas į vystymosi genetinės mašinos raidą. Tarp naudojamų metodų yra reguliavime dalyvaujančių genų ekspresijos klonavimas ir vizualizavimas.

Pavyzdžiui, genų tyrimas Hox ir jos evoliucija per procesą kaip mutacija, dubliavimasis ir skirtumai.

Eksperimentinė epigenetika

Šioje programoje nagrinėjama sąveika ir molekulinė, ląstelių ir audinių lygio dinamika veikia evoliucinius pokyčius. Studijų plėtros savybės, kurios nėra organizmo genome.

Šis metodas leidžia patvirtinti, kad, nors egzistuoja tas pats fenotipas, jis gali būti išreikštas skirtingai, priklausomai nuo aplinkos sąlygų.

Kompiuterių programos

Ši programa orientuota į vystymosi evoliucijos kiekybinį įvertinimą, modeliavimą ir modeliavimą, įskaitant matematinius modelių analizės duomenis..

„Eco-evo-devo“

Evo-devo atsiradimas sukėlė kitų disciplinų, siekiančių tęsti įvairių biologijos šakų integraciją į evoliucijos teoriją, formavimąsi, todėl gimė eko-evo-devo.

Ši nauja filialas siekia integruoti vystymosi simbiozės, plastiškumo vystymosi, genetinio apgyvendinimo ir nišų statybos koncepcijas.

Apskritai, vystymosi simbiozė rodo, kad organizmai yra konstruojami iš dalies dėl sąveikos su aplinka ir yra nuolatiniai simbiotiniai ryšiai su mikroorganizmais. Pavyzdžiui, keliose vabzdėse simbiotinių bakterijų buvimas sukuria reprodukcinę izoliaciją.

Nėra jokių abejonių, kad simbiozė turėjo įspūdingą įtaką organizmų evoliucijai, nuo eukariotinės ląstelės kilmės iki pačios ląstelių kilmės..

Panašiai plastiškumas vystymosi procese susideda iš organizmų gebėjimo gaminti skirtingus fenotipus, priklausomai nuo aplinkos. Pagal šią sąvoką aplinka nėra vien tik selektyvus agentas, be to, formuojant fenotipą.

Nuorodos

1. Carroll, S. B. (2008). Evo-devo ir besiplečianti evoliucinė sintezė: genetinė evoliucijos teorija. Ląstelė, 134(1), 25-36.
2. Gilbert, S. F., Bosch, T. C. ir Ledón-Rettig, C. (2015). „Eco-Evo-Devo“: vystymosi simbiozė ir vystymosi plastiškumas kaip evoliuciniai agentai. Gamtos apžvalgos genetika, 16(10), 611.
3. Müller, G. B. (2007). Evo-devo: evoliucinės sintezės išplėtimas. Gamtos apžvalgos genetika, 8(12), 943.
4. Raff, R. A. (2000). Evo-devo: naujos disciplinos evoliucija. Gamtos apžvalgos genetika, 1(1), 74.
5. Sultanas, S. E. (2017). „Eco-Evo-Devo“. Į Evoliucinė vystymosi biologija (p. 1-13). „Springer International“ leidyba.