Evrimsel Gelişim Biyolojisi
Gelişimsel süreçlerdeki değişikliklerin vücut formunda evrimsel değişimi nasıl meydana getirdiğini ve ortak bir genetik araç setinin hayvan yaşamının çeşitliliğini nasıl şekillendirdiğini inceler.
Tanım
Evrimsel gelişim biyolojisi, gelişimsel süreçlerin ve onları kontrol eden genlerin evrimsel zaman içinde form farklılıkları üretmek üzere nasıl değiştiğini ve bu süreçlerin morfolojik evrimi nasıl kısıtladığını ve mümkün kıldığını inceleyen bir alandır.
Kapsam
Genellikle evrimsel gelişim biyolojisi (evo-devo) olarak adlandırılan bu alan, gelişim ile evrim arasındaki ilişkiyi inceler: gelişimsel genlerdeki ve bunların düzenlenmesindeki değişikliklerin yeni morfolojileri nasıl ürettiğini, hayvanlar arasında paylaşılan korunmuş bir gelişimsel araç seti tarafından ortaya konan derin homolojiyi, evrimsel değişimi yönlendiren ve mümkün kılan kısıtlamaları ve plastisiteyi (plasticity) ve gelişim zamanlamasındaki değişikliklerin rolünü ele alır. Gelişimsel genetiği karşılaştırmalı ve evrimsel biyoloji ile bütünleştirir.
Alt konular
Temel sorular
- Gelişimdeki değişiklikler vücut formunda evrimsel değişiklikleri nasıl üretir?
- Uzaktan akraba olan hayvanlar neden bu kadar çok gelişimsel geni paylaşır?
- Gelişimsel süreçler evrimsel değişimi nasıl kısıtlar veya kolaylaştırır?
- Gelişimin zamanlamasını değiştirmek morfolojiyi nasıl yeniden şekillendirir?
Temel kuramlar
- Korunmuş gelişimsel genetik araç seti
- Hayvanlar, gelişimi şekillendiren ortak bir düzenleyici gen setini paylaşmaktadır; bu nedenle morfolojik evrimin çoğu, yeni genler icat etmekten ziyade, bu korunmuş genlerin nasıl ve nerede kullanıldığına dair değişikliklerden kaynaklanmaktadır.
- Formun düzenleyici (cis-düzenleyici) evrimi
- Gelişimsel genlerin ne zaman ve nerede ifade edildiğini kontrol eden düzenleyici DNA'daki değişiklikler, morfolojik evrimin önemli bir kaynağıdır ve proteinlerin kendileri korunurken formun değişmesine olanak tanır.
Mekanizmalar
Formdaki evrimsel değişiklikler genellikle yeni genlerden ziyade, korunmuş bir gelişimsel düzenleyici setinin kullanımının değiştirilmesinden kaynaklanmaktadır. cis-düzenleyici (cis-regulatory) elementlerdeki mutasyonlar, bir gelişimsel genin nerede, ne zaman ve ne kadar güçlü ifade edildiğini değiştirebilir; bu da genin diğer rollerini bozmadan bir yapıyı modifiye edebilir. Hox kümeleri de dahil olmak üzere aynı araç seti genleri, geniş ölçüde farklı hayvanların vücutlarını şekillendirerek, aynı organ olarak doğrudan kalıtılmayan yapıların altında benzer genlerin yattığı derin bir homoloji üretmektedir. Gelişim aynı zamanda kısıtlamalar da getirmektedir — bazı varyantların üretilmesi zordur — oysa gelişimsel plastisite (developmental plasticity) organizmaların çevreye yanıt olarak alternatif formlar üretmesine olanak tanır; bunların her ikisi de evrimin izleyebileceği yolları şekillendirir.
Klinik önem
Evrimsel gelişim biyolojisi, vücut yapılarının kökenlerini ve bozulduğunda doğumsal anomalilere neden olan korunmuş yolları aydınlatarak, insan gelişimi ve malformasyonları için evrimsel bir bağlam sunmaktadır. Bu madde eğitim amaçlıdır ve klinik bir rehberlik niteliği taşımaz.
Tarihçe
Hayvanların korunmuş bir gelişimsel araç setini paylaştığına dair kabul, homeobox genlerinin filumlar arası vücut eksenlerini şekillendirdiğinin keşfiyle başlayarak, gelişim çalışmasını evrim teorisiyle yeniden birleştiren modern evrimsel gelişim biyolojisine yol açmıştır.
Öne çıkan isimler
- Sean B. Carroll
- Stephen Jay Gould
- Walter Gehring
- Edward B. Lewis
İlgili konular
Temel eserler
- carroll2005
- lewis1978
- gilbert2016
Sıkça sorulan sorular
- Evrimsel gelişim biyolojisi (evo-devo) nedir?
- Evrimsel gelişim biyolojisi veya evo-devo, gelişimdeki değişikliklerin vücut formunda evrimsel değişiklikleri nasıl ürettiğini ve ortak bir gelişimsel gen setinin hayvan çeşitliliğini nasıl şekillendirdiğini inceleyen bir alandır.
- Hayvanlar bu kadar çok geni paylaşıyorsa, neden bu kadar farklı görünürler?
- Farklılıkların çoğu, tamamen farklı genlere sahip olmaktan ziyade, paylaşılan gelişimsel genlerin ne zaman ve nerede açılıp kapandığındaki değişikliklerden kaynaklanmaktadır.