EVO-DEVO (BIOLOGI PERKEMBANGAN EVOLUSI) - BIOLOGI - 2025

The biologi evolusi pembangunan , yang biasa dipendekkan evo-devo untuk singkatan dalam bahasa Inggeris, adalah satu bidang baru dalam biologi evolusi yang cawangan pembangunan mengintegrasikan dalam evolusi. Salah satu objektif yang paling menjanjikan dari disiplin ini adalah untuk menjelaskan kepelbagaian morfologi di bumi.

Sintesis moden berusaha mengintegrasikan teori evolusi Darwin dengan pemilihan semula jadi dan mekanisme pewarisan yang dikemukakan oleh Mendel. Namun, dia meninggalkan kemungkinan kemungkinan perkembangan dalam biologi evolusi. Atas sebab ini, evo-devo timbul dari kurangnya integrasi pengembangan dalam sintesis.

Sumber: Romanes, GJ; dimuat naik ke Wikipedia oleh en: Pengguna: Phlebas; pengarang halaman penerangan: en: Pengguna: Phlebas, en: Pengguna: Tujuh Puluh, melalui Wikimedia Commons Perkembangan biologi molekul mencapai penjujukan genom dan visualisasi aktiviti genetik, yang memungkinkan untuk mengisi jurang dalam teori evolusi.

Oleh itu, penemuan gen yang terlibat dalam proses ini menimbulkan asal usul evo-devo. Ahli biologi perkembangan evolusi bertanggungjawab untuk membandingkan gen yang mengatur proses perkembangan dalam pelbagai organisma multisel.

Apa itu evo-devo?

Salah satu persoalan asas dalam biologi evolusi - dan dalam sains biologi secara umum - adalah bagaimana timbulnya keanekaragaman hayati organisma yang menghuni planet ini hari ini.

Cabang biologi yang berbeza, seperti anatomi, paleontologi, biologi perkembangan, genetik dan genomik memberikan maklumat untuk mencari jawapan kepada soalan ini. Walau bagaimanapun, dalam disiplin ilmu ini, perkembangannya menonjol.

Organisma memulakan hidupnya sebagai satu sel dan, melalui proses pengembangan, pembentukan struktur yang menyusunnya terjadi, menyebutnya kepala, kaki, ekor, antara lain.

Pembangunan adalah konsep utama, kerana melalui proses ini semua maklumat genetik yang terdapat dalam organisma diterjemahkan ke dalam morfologi yang kita amati. Oleh itu, penemuan asas perkembangan genetik telah menunjukkan bagaimana perubahan dalam pembangunan dapat diwarisi, sehingga menimbulkan evo-devo.

Evo-devo berusaha memahami mekanisme yang mendorong evolusi pembangunan, dari segi:

- Proses pembangunan. Contohnya, bagaimana sel baru atau tisu baru bertanggungjawab terhadap morfologi novel dalam keturunan tertentu

- Proses evolusi. Sebagai contoh, tekanan selektif mana yang mendorong evolusi morfologi atau struktur novel ini.

Perspektif bersejarah

Sebelum gen

Sehingga pertengahan 1980-an, kebanyakan ahli biologi menganggap bahawa kepelbagaian bentuk telah timbul berkat perubahan yang signifikan dalam gen yang mengawal perkembangan setiap keturunan.

Ahli biologi tahu bahawa seekor lalat kelihatan seperti lalat, dan seekor tikus kelihatan seperti tikus, berkat gen mereka. Walau bagaimanapun, difikirkan bahawa gen antara organisma yang berbeza secara morfologi mesti mencerminkan perbezaan luar biasa ini pada tahap gen.

Selepas gen

Kajian pada mutan lalat buah, Drosophila, membawa kepada penemuan gen dan produk gen yang turut serta dalam pengembangan serangga tersebut.

Karya perintis oleh Thomas Kaufman ini membawa kepada penemuan gen Hox - mereka yang bertanggungjawab untuk mengawal corak struktur badan dan identiti segmen pada paksi anteroposterior. Gen ini berfungsi dengan mengatur transkripsi gen lain.

Terima kasih kepada perbandingan genomik, dapat disimpulkan bahawa gen ini terdapat di hampir semua haiwan.

Dengan kata lain, walaupun metazoans berbeza dalam morfologi (memikirkan cacing, kelelawar, dan ikan paus), mereka mempunyai jalan pengembangan yang sama. Penemuan ini mengejutkan para ahli biologi pada masa itu dan membawa kepada percambahan ilmu evo-devo.

Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa spesies dengan fenotip yang sangat berbeza mempunyai perbezaan genetik yang sangat sedikit dan bahawa mekanisme genetik dan selular sangat serupa di seluruh pohon kehidupan.

Apa yang dikaji evo-devo?

Evo-devo telah dicirikan oleh pengembangan pelbagai program penyelidikan. Muller (2007) menyebut empat daripadanya, walaupun dia memberi amaran bahawa mereka saling bertindih.

Morfologi dan embriologi perbandingan

Jenis kajian ini bertujuan untuk menjelaskan perbezaan morfogenetik yang membezakan ontogeni primitif dengan yang berasal. Maklumat tersebut dapat dilengkapkan dengan apa yang terdapat dalam catatan fosil.

Mengikuti pemikiran ini, corak evolusi morfologi yang berlainan dapat dicirikan pada skala besar, seperti adanya heterokron.

Ini adalah variasi yang terjadi pada perkembangan, baik pada saat penampilan dalam laju pembentukan sifat.

Biologi perkembangan genetik

Pendekatan ini memberi tumpuan kepada evolusi mesin genetik pembangunan. Antara teknik yang digunakan adalah pengklonan dan visualisasi ekspresi gen yang terlibat dalam peraturan.

Sebagai contoh, kajian mengenai gen Hox dan evolusi mereka melalui proses seperti mutasi, penduaan dan perbezaan.

Epigenetik eksperimental

Program ini mengkaji interaksi dan dinamika molekul, sel dan tisu mempengaruhi perubahan evolusi. Ia mengkaji sifat perkembangan yang tidak terkandung dalam genom organisma.

Pendekatan ini memungkinkan untuk membuktikan bahawa, walaupun wujud fenotip yang sama, ia dapat dinyatakan secara berbeza bergantung pada keadaan persekitaran.

Program komputer

Program ini memberi tumpuan kepada pengukuran, pemodelan dan simulasi evolusi pembangunan, termasuk model matematik untuk analisis data.

Eco-evo-devo

Munculnya evo-devo memunculkan pembentukan disiplin lain yang berusaha untuk meneruskan integrasi cabang biologi yang berlainan dalam teori evolusi, sehingga lahirlah eko-evo-devo.

Cabang baru ini bertujuan untuk mengintegrasikan konsep-konsep simbiosis perkembangan, keplastikan perkembangan, penginapan genetik, dan pembinaan khusus.

Secara umum, simbiosis perkembangan menyatakan bahawa organisma dibina, sebahagiannya, berkat interaksi dengan persekitarannya dan hubungan simbiotik berterusan dengan mikroorganisma. Sebagai contoh, dalam pelbagai serangga, kewujudan bakteria simbiotik menghasilkan pengasingan pembiakan.

Tidak syak lagi bahawa simbiosis telah memberi kesan yang luar biasa terhadap evolusi organisma, dari asal sel eukariotik hingga asal-usul multiselularitas itu sendiri.

Dengan cara yang sama, keplastikan dalam pengembangan terdiri dari kemampuan organisma untuk menghasilkan fenotip yang berbeza, bergantung pada persekitarannya. Berdasarkan konsep ini, persekitaran bukan secara eksklusif agen selektif, tanpa juga membentuk fenotip.

Rujukan

1. Carroll, SB (2008). Evo-devo dan sintesis evolusi yang berkembang: teori genetik evolusi morfologi. Sel, 134 (1), 25-36.
2. Gilbert, SF, Bosch, TC, & Ledón-Rettig, C. (2015). Eco-Evo-Devo: simbiosis perkembangan dan keplastikan perkembangan sebagai agen evolusi. Genetik Ulasan Alam, 16 (10), 611.
3. Müller, GB (2007). Evo - devo: memperluas sintesis evolusi. Nature mengkaji genetik, 8 (12), 943.
4. Raff, RA (2000). Evo-devo: evolusi disiplin baru. Genetik Ulasan Alam, 1 (1), 74.
5. Sultan, SE (2017). Eco-Evo-Devo. Dalam Biologi Perkembangan Evolusi (hlm. 1-13). Penerbitan Springer International.