Evo-Devo (biologia do desenvolvimento do desenvolvimento)

A biologia evolutiva do desenvolvimento , comumente abreviado como evo-devo por sua sigla em Inglês, é um novo campo da biologia evolutiva que integra ramo de desenvolvimento em evolução. Um dos objetivos mais promissores dessa disciplina é explicar a diversidade morfológica na Terra.

A síntese moderna buscou integrar a teoria da evolução de Darwin pela seleção natural e os mecanismos de herança propostos por Mendel. No entanto, ele deixou de fora o possível papel do desenvolvimento na biologia evolutiva. Portanto, o evo-devo surge da falta de integração do desenvolvimento na síntese.

Evo-Devo (biologia do desenvolvimento do desenvolvimento) 1

Fonte: Romanes, GJ; carregado na Wikipedia por em: Utilizador: Phlebas; autores da página de descrição: in: Usuário: Phlebas, em: Usuário: SeventyThree [Domínio público], via Wikimedia Commons
O desenvolvimento da biologia molecular alcançou a sequência de genomas e a visualização da atividade genética, permitindo preencher essa lacuna na teoria da evolução.

Assim, a descoberta dos genes envolvidos nesses processos deu origem à origem do evo-devo. Os biólogos evolutivos do desenvolvimento são responsáveis ​​por comparar os genes que regulam os processos de desenvolvimento em uma ampla gama de organismos multicelulares.

O que é evo-devo?

Uma das questões fundamentais da biologia evolutiva – e das ciências biológicas em geral – é como surgiu a extraordinária biodiversidade dos organismos que agora habitam o planeta.

Diferentes ramos da biologia, como anatomia, paleontologia, biologia do desenvolvimento, genética e genômica, fornecem informações para encontrar a resposta para essa pergunta. No entanto, dentro dessas disciplinas, o desenvolvimento se destaca.

Os organismos começam sua vida como uma única célula e, através dos processos de desenvolvimento, ocorre a formação das estruturas que o compõem, sendo denominados cabeça, pernas, cauda, ​​entre outros.

Relacionado:  Ascomicetes: características, nutrição, habitat, reprodução

Desenvolvimento é um conceito central, pois, através desse processo, toda a informação genética contida em um organismo é traduzida na morfologia que observamos. Assim, a descoberta da base genética do desenvolvimento revelou como as mudanças nela podem ser herdadas, levando ao evo-devo.

O Evo-devo procura entender os mecanismos que levaram à evolução do desenvolvimento, em termos de:

– os processos de desenvolvimento. Por exemplo, como uma nova célula ou um novo tecido é responsável por novas morfologias em certas linhagens

– processos evolutivos. Por exemplo, quais pressões seletivas promoveram a evolução dessas morfologias ou novas estruturas.

Perspectiva histórica

Antes dos genes Hox

Até meados da década de 1980, a maioria dos biólogos supunha que a diversidade de formas havia surgido graças a mudanças significativas nos genes que controlavam o desenvolvimento de cada linhagem.

Os biólogos sabiam que uma mosca parecia uma mosca e um rato como um rato, graças aos seus genes. No entanto, pensava-se que os genes entre organismos morfologicamente díspares deveriam refletir essas diferenças abismais no nível gênico.

Após os genes Hox

Estudos em mutantes da mosca da fruta, Drosophila, levaram à descoberta de genes e produtos gênicos que participam do desenvolvimento do inseto.

Esses trabalhos pioneiros de Thomas Kaufman levaram à descoberta dos genes Hox – responsáveis ​​por controlar o padrão das estruturas corporais e a identidade dos segmentos no eixo ântero-posterior. Esses genes funcionam regulando a transcrição de outros genes.

Graças à genômica comparativa, pode-se concluir que esses genes estão presentes em quase todos os animais.

Em outras palavras, embora os metazoários diferam muito em morfologia (pense em um verme, um morcego e uma baleia), eles compartilham caminhos comuns de desenvolvimento. Essa descoberta foi chocante para os biólogos da época e levou à proliferação da ciência evo-devo.

Relacionado:  Butia yatay: características, habitat, usos, cuidados

Dessa forma, concluiu-se que espécies com fenótipos muito diferentes têm muito poucas diferenças genéticas e que mecanismos genéticos e celulares são extremamente semelhantes ao longo da árvore da vida.

O que evo-devo estuda?

O Evo-devo tem sido caracterizado pelo desenvolvimento de múltiplos programas de pesquisa. Muller (2007) menciona quatro deles, embora ele avise que eles se sobrepõem.

Morfologia e embriologia comparada

Este tipo de estudo busca apontar as diferenças morfogenéticas que distinguem a ontogenia primitiva dos derivados. A informação pode ser complementada com o que foi encontrado no registro fóssil.

Seguindo essa linha de pensamento, diferentes padrões de evolução morfológica podem ser caracterizados em grandes escalas, como a existência de heterocronias.

Essas são variações que ocorrem no desenvolvimento, no momento da aparência, na taxa de formação de características.

Biologia do desenvolvimento genético

Essa abordagem enfoca a evolução da maquinaria genética do desenvolvimento. Entre as técnicas utilizadas está a clonagem e visualização da expressão de genes envolvidos na regulação.

Por exemplo, o estudo dos genes Hox e sua evolução através de processos como mutação, duplicação e divergência.

Epigenética experimental

Este programa estuda a interação e a dinâmica molecular, o nível celular e tecidual afeta as mudanças evolutivas. Estude propriedades de desenvolvimento que não estão contidas no genoma do organismo.

Essa abordagem permite confirmar que, embora exista o mesmo fenótipo, ele pode ser expresso de maneira diferenciada, dependendo das condições ambientais.

Programas de computador

Este programa se concentra na quantificação, modelagem e simulação da evolução do desenvolvimento, incluindo modelos matemáticos para análise de dados.

Eco-evo-devo

O surgimento do evo-devo deu origem à formação de outras disciplinas que procuraram continuar com a integração de diferentes ramos da biologia na teoria evolucionária, assim nasceu eco-evo-devo.

Relacionado:  Termófilos: características, classificação e ambientes

Este novo ramo busca a integração dos conceitos de simbiose do desenvolvimento, plasticidade do desenvolvimento, acomodação genética e construção de nichos.

Em termos gerais, a simbiose do desenvolvimento afirma que os organismos são construídos, em parte, graças às interações com o ambiente e são relações simbióticas persistentes com os microorganismos. Por exemplo, em vários insetos, a existência de bactérias simbióticas produz isolamento reprodutivo.

Não há dúvida de que a simbiose teve um impacto impressionante na evolução dos organismos, desde a origem da célula eucariótica até a origem da própria multicelularidade.

Da mesma forma, a plasticidade no desenvolvimento consiste na capacidade dos organismos de gerar diferentes fenótipos, dependendo do ambiente. Sob esse conceito, o ambiente não é exclusivamente um agente seletivo, sem também moldar o fenótipo.

Referências

  1. Carroll, SB (2008). Evo-devo e uma síntese evolutiva em expansão: uma teoria genética da evolução morfológica.Cell , 134 (1), 25-36.
  2. Gilbert, SF, Bosch, TC e Ledón-Rettig, C. (2015). Eco-Evo-Devo: simbiose do desenvolvimento e plasticidade do desenvolvimento como agentes evolutivos.Nature Reviews Genetics , 16 (10), 611.
  3. Müller, GB (2007). Evo – devo: ampliando a síntese evolutiva.Nature reviews genetics , 8 (12), 943.
  4. Raff, RA (2000). Evo-devo: a evolução de uma nova disciplina.Nature Reviews Genetics , 1 (1), p.
  5. Sultan, SE (2017). Eco-Evo-Devo. In Biologia Evolutiva do Desenvolvimento (pp. 1-13). Springer International Publishing.

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies