Biología Evolutiva del Desarrollo
Cómo los cambios en los procesos de desarrollo generan cambios evolutivos en la forma del cuerpo, y cómo un conjunto de herramientas genéticas compartido moldea la diversidad de la vida animal.
Definition
La biología evolutiva del desarrollo es el estudio de cómo los procesos de desarrollo y los genes que los controlan cambian a lo largo del tiempo evolutivo para producir diferencias en la forma, y de cómo esos procesos restringen y permiten la evolución morfológica.
Scope
Esta área, comúnmente llamada evo-devo, examina la relación entre el desarrollo y la evolución: cómo las modificaciones en los genes del desarrollo y su regulación producen nuevas morfologías, la profunda homología revelada por un conjunto de herramientas de desarrollo conservado y compartido entre los animales, las limitaciones y la plasticidad que canalizan y permiten el cambio evolutivo, y el papel de los cambios en el momento del desarrollo. Integra la genética del desarrollo con la biología comparada y evolutiva.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo producen los cambios en el desarrollo cambios evolutivos en la forma del cuerpo?
- ¿Por qué animales distantemente relacionados comparten tantos genes del desarrollo?
- ¿Cómo restringen o facilitan los procesos de desarrollo el cambio evolutivo?
- ¿Cómo la alteración del momento del desarrollo remodela la morfología?
Key theories
- Conjunto de herramientas genéticas del desarrollo conservado
- Los animales comparten un conjunto común de genes reguladores que configuran el desarrollo, por lo que gran parte de la evolución morfológica surge de cambios en cómo y dónde se despliegan estos genes conservados, más que de la invención de nuevos genes.
- Evolución reguladora (cis-reguladora) de la forma
- Los cambios en el ADN regulador que controla cuándo y dónde se expresan los genes del desarrollo son una fuente importante de evolución morfológica, permitiendo que la forma cambie mientras las proteínas mismas se mantienen conservadas.
Mechanisms
Los cambios evolutivos en la forma a menudo resultan de la alteración del despliegue de un conjunto conservado de reguladores del desarrollo, más que de la aparición de nuevos genes. Las mutaciones en los elementos cis-reguladores pueden cambiar dónde, cuándo y con qué intensidad se expresa un gen del desarrollo, modificando una estructura sin alterar las otras funciones del gen. Los mismos genes del conjunto de herramientas, incluidos los clústeres Hox, configuran los cuerpos de animales muy divergentes, produciendo una profunda homología en la que genes similares subyacen a estructuras que no se heredan directamente como el mismo órgano. El desarrollo también impone restricciones —algunas variantes son difíciles de producir—, mientras que la plasticidad del desarrollo permite a los organismos generar formas alternativas en respuesta al medio ambiente, y ambos factores moldean los caminos que la evolución puede tomar.
Clinical relevance
Evo-devo ilumina los orígenes de las estructuras corporales y las vías conservadas que, cuando se alteran, causan anomalías congénitas, proporcionando un contexto evolutivo para el desarrollo y la malformación humanos. Esta entrada es educativa y no constituye una guía clínica.
History
El reconocimiento de que los animales comparten un conjunto de herramientas de desarrollo conservado, comenzando con el descubrimiento de que los genes homeobox configuran los ejes corporales a través de los filos, dio origen a la biología evolutiva del desarrollo moderna, que reunió el estudio del desarrollo con la teoría evolutiva.
Key figures
- Sean B. Carroll
- Stephen Jay Gould
- Walter Gehring
- Edward B. Lewis
Related topics
Seminal works
- carroll2005
- lewis1978
- gilbert2016
Frequently asked questions
- ¿Qué es evo-devo?
- Evo-devo, o biología evolutiva del desarrollo, estudia cómo los cambios en el desarrollo producen cambios evolutivos en la forma del cuerpo y cómo un conjunto compartido de genes del desarrollo moldea la diversidad animal.
- Si los animales comparten tantos genes, ¿por qué se ven tan diferentes?
- Gran parte de la diferencia proviene de cambios en cuándo y dónde se activan los genes del desarrollo compartidos, más que de tener genes completamente diferentes.