EVO-DEVO (ชีววิทยาพัฒนาการวิวัฒนาการ) - ชีววิทยา - 2026

ชีววิทยาวิวัฒนาการของการพัฒนาโดยย่อทั่วไปว่าเป็น EVO-devo อักษรย่อในภาษาอังกฤษเป็นสนามใหม่ของชีววิทยาวิวัฒนาการที่สาขาการพัฒนาบูรณาการในการวิวัฒนาการ วัตถุประสงค์ที่ชัดเจนที่สุดประการหนึ่งของวินัยนี้คือการอธิบายความหลากหลายทางสัณฐานวิทยาบนโลก

การสังเคราะห์สมัยใหม่พยายามผสมผสานทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วินโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติและกลไกของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่เสนอโดยเมนเดล อย่างไรก็ตามเขาได้ละทิ้งบทบาทที่เป็นไปได้ในการพัฒนาชีววิทยาวิวัฒนาการ ด้วยเหตุนี้ evo-devo จึงเกิดขึ้นจากการขาดการบูรณาการการพัฒนาในการสังเคราะห์

ที่มา: Romanes, GJ; อัปโหลดไปยัง Wikipedia โดย en: User: Phlebas; ผู้เขียนหน้าคำอธิบาย: en: User: Phlebas, en: User: SeventyThree, ผ่าน Wikimedia Commons การพัฒนาอณูชีววิทยาบรรลุลำดับของจีโนมและการแสดงภาพกิจกรรมทางพันธุกรรมทำให้เติมช่องว่างในทฤษฎีวิวัฒนาการได้

ดังนั้นการค้นพบยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเหล่านี้จึงก่อให้เกิดที่มาของ evo-devo นักชีววิทยาพัฒนาการด้านวิวัฒนาการมีหน้าที่ในการเปรียบเทียบยีนที่ควบคุมกระบวนการพัฒนาการในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์หลายชนิด

evo-devo คืออะไร?

คำถามพื้นฐานประการหนึ่งในชีววิทยาวิวัฒนาการและในวิทยาศาสตร์ชีวภาพโดยทั่วไปคือความหลากหลายทางชีวภาพที่ไม่ธรรมดาของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนโลกในปัจจุบันเกิดขึ้นได้อย่างไร

สาขาชีววิทยาที่แตกต่างกันเช่นกายวิภาคศาสตร์บรรพชีวินวิทยาชีววิทยาพัฒนาการพันธุศาสตร์และจีโนมให้ข้อมูลเพื่อค้นหาคำตอบสำหรับคำถามนี้ อย่างไรก็ตามภายในสาขาวิชาเหล่านี้มีการพัฒนาที่โดดเด่น

สิ่งมีชีวิตเริ่มต้นชีวิตของพวกเขาเป็นเซลล์เดียวและผ่านกระบวนการของการพัฒนาการก่อตัวของโครงสร้างที่ประกอบขึ้นเรียกว่าหัวขาหางและอื่น ๆ

การพัฒนาเป็นแนวคิดหลักเนื่องจากผ่านกระบวนการนี้ข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตจะถูกแปลเป็นสัณฐานวิทยาที่เราสังเกตเห็น ดังนั้นการค้นพบฐานพันธุกรรมของการพัฒนาจึงเผยให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงในพัฒนาการสามารถสืบทอดได้อย่างไรก่อให้เกิด evo-devo

Evo-devo พยายามทำความเข้าใจกลไกที่นำไปสู่วิวัฒนาการของการพัฒนาในแง่ของ:

- กระบวนการพัฒนา ตัวอย่างเช่นเซลล์ใหม่หรือเนื้อเยื่อใหม่มีความรับผิดชอบต่อสัณฐานวิทยาใหม่ในบางเชื้อสายอย่างไร

- กระบวนการวิวัฒนาการ ตัวอย่างเช่นแรงกดดันที่เลือกสรรซึ่งส่งเสริมวิวัฒนาการของสัณฐานหรือโครงสร้างใหม่เหล่านี้

มุมมองทางประวัติศาสตร์

ก่อนที่จะมียีน

จนถึงกลางทศวรรษที่ 1980 นักชีววิทยาส่วนใหญ่สันนิษฐานว่าความหลากหลายในรูปแบบเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในยีนที่ควบคุมการพัฒนาของแต่ละเชื้อสาย

นักชีววิทยารู้ว่าแมลงวันดูเหมือนแมลงวันและหนูก็ดูเหมือนหนูเนื่องจากยีนของพวกมัน อย่างไรก็ตามมีความคิดว่ายีนระหว่างสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันทางสัณฐานวิทยาดังกล่าวจะต้องสะท้อนถึงความแตกต่างที่ลึกซึ้งในระดับยีน

หลังจากที่ยีน

การศึกษาการกลายพันธุ์ของแมลงหวี่แมลงหวี่ทำให้ค้นพบยีนและผลิตภัณฑ์ของยีนที่มีส่วนร่วมในการพัฒนาแมลง

งานบุกเบิกเหล่านี้โดย Thomas Kaufman นำไปสู่การค้นพบยีน Hox ซึ่งเป็นผู้รับผิดชอบในการควบคุมรูปแบบของโครงสร้างร่างกายและเอกลักษณ์ของส่วนต่างๆในแกน anteroposterior ยีนเหล่านี้ทำงานโดยควบคุมการถอดความของยีนอื่น ๆ

ขอบคุณจีโนมิกส์เปรียบเทียบสรุปได้ว่ายีนเหล่านี้มีอยู่ในสัตว์เกือบทุกชนิด

กล่าวอีกนัยหนึ่งแม้ว่า metazoans จะแตกต่างกันอย่างมากในด้านสัณฐานวิทยา (ลองนึกถึงหนอนค้างคาวและปลาวาฬ) แต่พวกมันก็มีพัฒนาการทางเดินร่วมกัน การค้นพบนี้สร้างความตกตะลึงให้กับนักชีววิทยาในยุคนั้นและนำไปสู่การแพร่หลายของวิทยาศาสตร์อีโว - เดโว

ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าสิ่งมีชีวิตที่มีฟีโนไทป์ต่างกันมากมีความแตกต่างทางพันธุกรรมน้อยมากและกลไกทางพันธุกรรมและเซลล์มีความคล้ายคลึงกันมากตลอดทั้งต้นไม้แห่งชีวิต

evo-devo ศึกษาอะไร?

Evo-devo โดดเด่นด้วยการพัฒนาโปรแกรมการวิจัยที่หลากหลาย Muller (2007) กล่าวถึงพวกเขาสี่คนแม้ว่าเขาจะเตือนว่ามันทับซ้อนกัน

สัณฐานวิทยาและเอ็มบริโอเปรียบเทียบ

การศึกษาประเภทนี้พยายามที่จะชี้แจงถึงความแตกต่างทางสัณฐานวิทยาที่แยกความแตกต่างของการก่อกำเนิดดั้งเดิมจากสิ่งที่ได้มา ข้อมูลสามารถเสริมด้วยสิ่งที่พบในบันทึกฟอสซิล

ตามแนวความคิดนี้รูปแบบของวิวัฒนาการทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันสามารถมีลักษณะเป็นเกล็ดขนาดใหญ่เช่นการดำรงอยู่ของความแตกต่างกัน

สิ่งเหล่านี้เป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นในการพัฒนาทั้งในช่วงเวลาที่ปรากฏในอัตราการก่อตัวของลักษณะ

ชีววิทยาของการพัฒนาทางพันธุกรรม

แนวทางนี้มุ่งเน้นไปที่วิวัฒนาการของกลไกทางพันธุกรรมของการพัฒนา เทคนิคที่ใช้คือการโคลนนิ่งและการสร้างภาพการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกฎระเบียบ

ตัวอย่างเช่นการศึกษายีน Hox และวิวัฒนาการผ่านกระบวนการต่างๆเช่นการกลายพันธุ์การทำซ้ำและการแตกต่าง

epigenetics ทดลอง

โปรแกรมนี้ศึกษาปฏิสัมพันธ์และพลวัตของโมเลกุลเซลล์และเนื้อเยื่อที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการ ศึกษาคุณสมบัติการพัฒนาที่ไม่มีอยู่ในจีโนมของสิ่งมีชีวิต

วิธีนี้ช่วยให้สามารถยืนยันได้ว่าแม้ว่าฟีโนไทป์เดียวกันจะมีอยู่ แต่ก็สามารถแสดงออกได้แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม

โปรแกรมคอมพิวเตอร์

โปรแกรมนี้มุ่งเน้นไปที่การหาปริมาณการสร้างแบบจำลองและการจำลองวิวัฒนาการของการพัฒนารวมถึงแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูล

Eco-EVO-devo

การเกิดขึ้นของ evo-devo ก่อให้เกิดการก่อตัวของสาขาวิชาอื่น ๆ ที่พยายามดำเนินการต่อด้วยการผสมผสานของสาขาต่างๆของชีววิทยาในทฤษฎีวิวัฒนาการจึงถือกำเนิดขึ้น

สาขาใหม่นี้แสวงหาการบูรณาการแนวความคิดของการพัฒนาแบบซิมไบโอซิสการพัฒนาความเป็นพลาสติกที่พักทางพันธุกรรมและการสร้างเฉพาะกลุ่ม

โดยทั่วไปความคล้ายคลึงกันในการพัฒนาระบุว่าสิ่งมีชีวิตถูกสร้างขึ้นในบางส่วนเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมและเป็นความสัมพันธ์ทางชีวภาพที่คงอยู่กับจุลินทรีย์ ตัวอย่างเช่นในแมลงต่างๆการมีอยู่ของแบคทีเรียทางชีวภาพก่อให้เกิดการแยกตัวจากการสืบพันธุ์

ไม่ต้องสงสัยเลยว่า symbiosis มีผลกระทบที่น่าประทับใจต่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่ต้นกำเนิดของเซลล์ยูคาริโอตไปจนถึงต้นกำเนิดของเซลล์หลายเซลล์เอง

ในทำนองเดียวกันความเป็นพลาสติกในการพัฒนาประกอบด้วยความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการสร้างฟีโนไทป์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม ภายใต้แนวคิดนี้สภาพแวดล้อมไม่ได้เป็นเพียงตัวเลือกเท่านั้นโดยไม่ต้องสร้างฟีโนไทป์ด้วย

อ้างอิง

1. Carroll, SB (2008). Evo-devo และการสังเคราะห์วิวัฒนาการที่ขยายตัว: ทฤษฎีทางพันธุกรรมของวิวัฒนาการทางสัณฐานวิทยา เซลล์, 134 (1), 25-36
2. Gilbert, SF, Bosch, TC, และLedón-Rettig, C. (2015). Eco-Evo-Devo: symbiosis พัฒนาการและความยืดหยุ่นในการพัฒนาเป็นตัวแทนวิวัฒนาการ Nature Reviews Genetics, 16 (10), 611.
3. มึลเลอร์, GB (2007). Evo - devo: ขยายการสังเคราะห์วิวัฒนาการ ธรรมชาติวิจารณ์พันธุศาสตร์, 8 (12), 943.
4. ราฟ, RA (2000). Evo-devo: วิวัฒนาการของระเบียบวินัยใหม่ พันธุศาสตร์บทวิจารณ์ธรรมชาติ, 1 (1), 74.
5. สุลต่าน SE (2017). Eco-Evo-ตักบาตรเทโว ในชีววิทยาพัฒนาการวิวัฒนาการ (หน้า 1-13). สำนักพิมพ์ Springer International.