Restrição e Plasticidade do Desenvolvimento

Como o funcionamento do desenvolvimento tanto limita as formas que podem evoluir quanto permite que os organismos produzam diferentes formas em resposta ao seu ambiente.

Definition

Restrição do desenvolvimento é uma limitação na variação fenotípica que o desenvolvimento pode gerar, enviesando ou restringindo as direções que a evolução pode tomar; plasticidade do desenvolvimento é a capacidade de um genótipo produzir diferentes fenótipos em resposta a diferentes condições ambientais durante o desenvolvimento.

Scope

Este tópico abrange duas maneiras complementares pelas quais o desenvolvimento molda a evolução: as restrições do desenvolvimento, que restringem a gama de variantes que o desenvolvimento pode produzir, e a plasticidade do desenvolvimento (fenotípica), a capacidade de um único genótipo gerar diferentes fenótipos dependendo das condições ambientais. Também aborda a evolvabilidade — como a organização do desenvolvimento afeta a capacidade de gerar variação adaptativa.

Core questions

• Como o desenvolvimento limita os tipos de variação disponíveis para a evolução?
• Como o mesmo genótipo pode produzir diferentes formas em diferentes ambientes?
• Como a restrição e a plasticidade juntas moldam os resultados evolutivos?
• Como a estrutura do desenvolvimento afeta a capacidade de evoluir?

Key concepts

• Restrição do desenvolvimento
• Plasticidade fenotípica (do desenvolvimento)
• Norma de reação
• Polifenismo
• Evolvabilidade

Key theories

Viés do desenvolvimento na evolução

Como o desenvolvimento pode produzir algumas variantes mais prontamente do que outras, ele enviesa a variação disponível para a seleção, de modo que a estrutura dos processos de desenvolvimento ajuda a canalizar as direções e os limites da evolução morfológica.

Mechanisms

Os processos de desenvolvimento canalizam a variação de duas maneiras. As restrições surgem quando a arquitetura do desenvolvimento torna certos fenótipos difíceis ou impossíveis de produzir — por exemplo, porque processos-chave são interdependentes — de modo que a variação é enviesada para alguns resultados e afastada de outros. A plasticidade surge quando os programas de desenvolvimento são responsivos ao ambiente, permitindo que um único genótipo produza uma gama de fenótipos descrita por uma norma de reação; em algumas espécies, isso resulta em formas alternativas discretas (polifenismo) desencadeadas por sinais ambientais. Juntos, a restrição e a plasticidade influenciam quais variantes estão disponíveis para a seleção natural e, portanto, moldam a evolvabilidade, a capacidade das linhagens de gerar mudança adaptativa.

Clinical relevance

A interação da sensibilidade do desenvolvimento ao ambiente e da restrição é relevante para como os fatores ambientais durante o desenvolvimento afetam traços posteriores, fornecendo contexto para as origens do desenvolvimento da variação. Esta entrada é educacional e não uma orientação clínica.

History

Debates no final do século XX sobre o quanto o desenvolvimento restringe e canaliza a evolução, juntamente com o crescente estudo do desenvolvimento responsivo ao ambiente, colocaram a restrição e a plasticidade no centro da biologia evolutiva do desenvolvimento.

Key figures

• Stephen Jay Gould
• Mary Jane West-Eberhard

Seminal works

• gilbert2016
• carroll2005

Frequently asked questions

O que é uma restrição do desenvolvimento?

É um limite imposto pelo funcionamento do desenvolvimento sobre os tipos de formas corporais que podem ser produzidas, o que enviesa a variação disponível para a evolução.

O que é plasticidade do desenvolvimento?

É a capacidade do mesmo genótipo de se desenvolver em diferentes formas dependendo das condições ambientais, como temperatura ou dieta, experimentadas durante o desenvolvimento.