Evo-Devo (attīstības evolūcijas bioloģija)

The Attīstības evolūcijas bioloģija, parasti saīsināts kā evo-devo ar akronīmu angļu valodā ir jauna evolūcijas bioloģijas joma, kas integrē attīstības virzienu evolūcijā. Viens no daudzsološākajiem šīs disciplīnas mērķiem ir izskaidrot zemes morfoloģisko daudzveidību.

Mūsdienu sintēze mēģināja integrēt Darvina evolūcijas teoriju pēc dabiskās atlases un Mendela ierosinātajiem mantojuma mehānismiem. Tomēr tā izslēdza attīstības iespējamo lomu evolūcijas bioloģijā. Tāpēc evo-devo rodas, ja sintezē nav integrācijas.

Molekulārās bioloģijas attīstība sasniedza genomu secību un ģenētiskās aktivitātes vizualizāciju, ļaujot aizpildīt šo plaisu evolūcijas teorijā..

Tātad šajos procesos iesaistīto gēnu atklāšana izraisīja evo-devo izcelsmi. Evolūcijas attīstības biologi ir atbildīgi par gēnu, kas regulē attīstības procesus dažādos daudzšūnu organismos, salīdzināšanu..

Indekss

• 1 Kas ir evo-devo?
• 2 Vēsturiskā perspektīva
  • 2.1 Pirms Hox gēniem
  • 2.2 Pēc Hox gēniem
• 3 Kādi evo-devo pētījumi?
  • 3.1. Embrioloģijas morfoloģija un salīdzinošā
  • 3.2 Ģenētiskās attīstības bioloģija
  • 3.3 Eksperimentālā epigenetika
  • 3.4 Datorprogrammas
• 4 Eko-evo-devo
• 5 Atsauces

Kas ir evo-devo?

Viens no pamatjautājumiem evolucionārajā bioloģijā - un bioloģiskajās zinātnēs kopumā - ir tas, kā radās ārkārtīgi liels bioloģisko daudzveidību organismos, kas tagad dzīvo planētu..

Atšķirīgas bioloģijas nozares, piemēram, anatomija, paleontoloģija, attīstības bioloģija, ģenētika un genomika, sniedz informāciju, lai atrastu atbildi uz šo jautājumu. Tomēr šajās disciplīnās attīstība.

Organismi sāk savu dzīvi kā vienu šūnu, un, attīstoties procesiem, veido to veidojošās struktūras, cita starpā sevi sauc par galvu, kājas, astes..

Attīstība ir galvenais jēdziens, jo ar šo procesu visa organisma ģenētiskā informācija tiek pārvērsta morfoloģijā, ko mēs novērojam. Tādējādi attīstības ģenētiskā pamata atklāšana ir atklājusi, kā šīs izmaiņas var tikt pārmantotas, radot evo-devo.

Evo-devo cenšas saprast mehānismus, kas ir noveduši pie attīstības attīstības:

- Attīstības procesi. Piemēram, kā jauna šūna vai jauns audums ir atbildīgs par jaunajām morfoloģijām noteiktās līnijās

- Evolūcijas procesi. Piemēram, kuri selektīvie spiedieni veicināja minēto morfoloģiju vai jaunu struktūru attīstību.

Vēsturiskā perspektīva

Pirms gēniem Hox

Līdz astoņdesmito gadu vidum lielākā daļa biologu uzskatīja, ka formu daudzveidība ir radusies, būtiski mainot gēnus, kas kontrolēja katra ciltsraksta attīstību..

Biologi zināja, ka lidojums izskatījās kā lidot, un pele, kā pele, pateicoties tās gēniem. Tomēr tika uzskatīts, ka gēnu starp organismiem tik atšķirīgi morfoloģiski jāatspoguļo šīs abatālās atšķirības gēnu līmenī..

Pēc gēniem Hox

Pētījumi, kas veikti ar augļu lidojumu mutantiem, Drosophila, noveda pie gēnu un gēnu produktu atklāšanas, kas ir iesaistīti kukaiņu attīstībā.

Šie Thomas Kaufman pirmie darbi radīja gēnu atklāšanu Hox - tie, kas ir atbildīgi par ķermeņa struktūru modeli un segmentu identitāti antero-aizmugurējā asī. Šie gēni darbojas, regulējot citu gēnu transkripciju.

Pateicoties salīdzinošajai genomikai, varam secināt, ka šie gēni ir sastopami gandrīz visos dzīvniekos.

Citiem vārdiem sakot, lai gan metazo ievērojami atšķiras pēc morfoloģijas (domājiet par tārpu, sikspārni un vaļu), viņiem ir kopīgi attīstības ceļi. Šis atklājums šokēja laikmeta biologus un izraisīja evo-devo zinātnes izplatīšanos.

Tādā veidā tika secināts, ka sugām ar ļoti atšķirīgiem fenotipiem ir ļoti mazas ģenētiskās atšķirības un ka ģenētiskie un šūnu mehānismi ir ļoti līdzīgi visā dzīvības kokā..

Ko evo-devo pētījums?

Evo-devo raksturo vairāku pētniecības programmu izstrāde. Mullers (2007) min četras no tām, lai gan viņš brīdina, ka tās pārklājas.

Morfoloģija un salīdzinošā embrioloģija

Šāda veida pētījuma mērķis ir norādīt uz morfogēniskajām atšķirībām, kas atšķir primitīvas ontogenijas no atvasinājumiem. Informāciju var papildināt ar fosilā ieraksta datiem.

Pēc šīs domāšanas mēs varam raksturot dažādus morfoloģiskās attīstības modeļus lielos svaros, piemēram, heterochroniju esamību..

Tās ir izmaiņas, kas rodas attīstībā, vai nu parādīšanās laikā iezīmes veidošanās ātrumā.

Ģenētiskās attīstības bioloģija

Šis fokuss ir vērsts uz attīstības ģenētiskās tehnikas attīstību. Izmantoto metožu vidū ir regulējumā iesaistīto gēnu ekspresijas klonēšana un vizualizācija.

Piemēram, gēnu izpēte Hox un tās attīstību, izmantojot procesu kā mutāciju, dublēšanos un atšķirību.

Eksperimentālā epigenetika

Šajā programmā tiek pētīta mijiedarbība un molekulārā, šūnu un audu līmeņa dinamika, kas ietekmē evolūcijas izmaiņas. Studiju attīstības īpašības, kas nav iekļautas organisma genomā.

Šī pieeja ļauj apstiprināt, ka, lai gan pastāv tāds pats fenotips, to var izteikt atšķirīgi atkarībā no vides apstākļiem.

Datorprogrammas

Šī programma koncentrējas uz attīstības attīstības kvantitatīvo noteikšanu, modelēšanu un simulāciju, ieskaitot matemātiskos modeļus datu analīzei..

Eko-evo-devo

Evo-devo parādīšanās izraisīja citu disciplīnu veidošanos, kas tiecās turpināt dažādu bioloģijas nozaru integrāciju evolūcijas teorijā, tādējādi piedzimstot eko-evo-devo.

Šī jaunā filiāle cenšas integrēt attīstības simbiozes, attīstības plastiskuma, ģenētiskās izmitināšanas un nišu būvniecības koncepcijas.

Vispārīgi runājot, attīstības simbioze liek domāt, ka organismi ir konstruēti daļēji pateicoties mijiedarbībai ar apkārtējo vidi un ir pastāvīgas simbiotiskās attiecības ar mikroorganismiem. Piemēram, vairākos kukaiņos simbiotisko baktēriju esamība rada reproduktīvo izolāciju.

Nav šaubu, ka simbiozei ir bijusi iespaidīga ietekme uz organismu evolūciju, sākot no eukariotiskās šūnas izcelsmes līdz pašas multicellularitātes izcelsmei..

Tādā pašā veidā, plastiskums attīstībā sastāv no organismu spējas radīt dažādus fenotipus atkarībā no vides. Saskaņā ar šo jēdzienu vide nav tikai selektīvs līdzeklis, nepārveidojot fenotipu.

Atsauces

1. Carroll, S. B. (2008). Evo-devo un paplašinošā evolūcijas sintēze: morfoloģiskās evolūcijas ģenētiskā teorija. Šūna, 134(1), 25-36.
2. Gilbert, S. F., Bosch, T. C., un Ledon-Rettig, C. (2015). Eco-Evo-Devo: attīstības simbioze un attīstības plastiskums kā evolūcijas aģenti. Daba Atsauksmes Ģenētika, 16(10), 611. lpp.
3. Müller, G. B. (2007). Evo-devo: evolūcijas sintēzes paplašināšana. Dabas apskats ģenētika, 8(12), 943.
4. Raff, R. A. (2000). Evo-devo: jaunas disciplīnas attīstība. Daba Atsauksmes Ģenētika, 1(1), 74.
5. Sultāns, S. E. (2017). Eco-Evo-Devo. In Evolūcijas attīstības bioloģija (1. – 13. lpp.). Springer International Publishing.