- ما هو ايفو ديفو؟
- منظور تاريخى
- قبل الجينات
- بعد الجينات
- ماذا يدرس ايفو ديفو؟
- علم التشكل وعلم الأجنة المقارن
- بيولوجيا التطور الجيني
- علم التخلق التجريبي
- برامج الحاسوب
- ايكو ايفو ديفو
- المراجع
و علم الأحياء التطوري للتنمية ، يختصر عادة باسم ايفو-DEVO لاختصار في اللغة الإنجليزية، هو حقل جديد في علم الأحياء التطوري أن فرع التنمية يدمج في التطور. أحد أكثر الأهداف الواعدة لهذا التخصص هو شرح التنوع المورفولوجي على الأرض.
سعى التوليف الحديث إلى دمج نظرية التطور لداروين عن طريق الانتقاء الطبيعي وآليات الوراثة التي اقترحها مندل. ومع ذلك ، فقد استبعد الدور المحتمل للتطور في علم الأحياء التطوري. لهذا السبب ، ينشأ Evo-devo من عدم تكامل التنمية في التوليف.
المصدر: Romanes، GJ؛ تم الرفع على ويكيبيديا بواسطة en: User: Phlebas؛ مؤلفو صفحة الوصف: en: User: Phlebas، en: User: SeventyThree، via Wikimedia Commons لقد حقق تطور البيولوجيا الجزيئية تسلسل الجينوم وتصور النشاط الجيني ، مما سمح بسد هذه الفجوة في نظرية التطور.
وهكذا ، أدى اكتشاف الجينات المشاركة في هذه العمليات إلى نشوء أصل evo-devo. علماء الأحياء التطورية التطورية مسؤولون عن مقارنة الجينات التي تنظم العمليات التنموية في مجموعة واسعة من الكائنات متعددة الخلايا.
ما هو ايفو ديفو؟
أحد الأسئلة الأساسية في علم الأحياء التطوري - وفي العلوم البيولوجية بشكل عام - هو كيف نشأ التنوع البيولوجي غير العادي للكائنات الحية التي تعيش على كوكب الأرض اليوم.
توفر الفروع المختلفة لعلم الأحياء ، مثل علم التشريح وعلم الحفريات وعلم الأحياء التطوري وعلم الوراثة وعلم الجينوم معلومات للعثور على إجابة لهذا السؤال. ومع ذلك ، ضمن هذه التخصصات ، تبرز التنمية.
تبدأ الكائنات الحية حياتها كخلية واحدة ، ومن خلال عمليات التطور ، يتم تكوين الهياكل التي تتكون منها ، سواء كانت الرأس أو الأرجل أو الذيل ، من بين أمور أخرى.
التنمية مفهوم مركزي ، لأنه من خلال هذه العملية يتم ترجمة جميع المعلومات الجينية الموجودة في الكائن الحي إلى التشكل الذي نلاحظه. وهكذا ، كشف اكتشاف الأسس الجينية للتطور كيف يمكن توريث التغييرات في التطور ، مما أدى إلى ظهور evo-devo.
يسعى Evo-devo إلى فهم الآليات التي أدت إلى تطور التنمية ، من حيث:
- عمليات التطوير. على سبيل المثال ، كيف تكون خلية جديدة أو نسيج جديد مسؤولاً عن أشكال جديدة في سلالات معينة
- العمليات التطورية. على سبيل المثال ، ما هي الضغوط الانتقائية التي عززت تطور هذه الأشكال أو الهياكل الجديدة.
منظور تاريخى
قبل الجينات
حتى منتصف الثمانينيات ، افترض معظم علماء الأحياء أن التنوع في الأشكال قد نشأ بفضل التغييرات المهمة في الجينات التي تتحكم في تطور كل سلالة.
عرف علماء الأحياء أن الذبابة تشبه الذبابة ، وأن الفأر يشبه الفأر بفضل جيناتهم. ومع ذلك ، كان يُعتقد أن الجينات بين هذه الكائنات المتباينة شكليًا يجب أن تعكس هذه الاختلافات الهائلة على مستوى الجينات.
بعد الجينات
أدت الدراسات التي أجريت على طفرات ذبابة الفاكهة ، ذبابة الفاكهة ، إلى اكتشاف الجينات والمنتجات الجينية التي تشارك في تطوير الحشرة.
أدى هذا العمل الرائد الذي قام به توماس كوفمان إلى اكتشاف جينات Hox - تلك الجينات المسؤولة عن التحكم في نمط هياكل الجسم وهوية الأجزاء في المحور الأمامي الخلفي. تعمل هذه الجينات من خلال تنظيم نسخ الجينات الأخرى.
بفضل علم الجينوم المقارن ، يمكن استنتاج أن هذه الجينات موجودة في جميع الحيوانات تقريبًا.
بعبارة أخرى ، على الرغم من أن الميتازوان تختلف اختلافًا كبيرًا في التشكل (فكر في دودة وخفافيش وحوت) ، إلا أنها تشترك في مسارات تنموية مشتركة. كان هذا الاكتشاف صادمًا لعلماء الأحياء في ذلك الوقت وأدى إلى انتشار علم evo-devo.
وهكذا ، استنتج أن الأنواع ذات الأنماط الظاهرية المختلفة لها اختلافات جينية قليلة جدًا وأن الآليات الجينية والخلوية متشابهة للغاية في جميع أنحاء شجرة الحياة.
ماذا يدرس ايفو ديفو؟
يتميز Evo-devo بتطوير برامج بحثية متعددة. يذكر مولر (2007) أربعة منهم ، على الرغم من أنه حذر من أنها تتداخل مع بعضها البعض.
علم التشكل وعلم الأجنة المقارن
يسعى هذا النوع من الدراسة إلى توضيح الاختلافات المورفوجينية التي تميز تطور الجنين البدائي عن تلك المشتقة. يمكن استكمال المعلومات بما هو موجود في السجل الأحفوري.
باتباع هذا الخط الفكري ، يمكن تمييز أنماط مختلفة من التطور المورفولوجي على نطاقات كبيرة ، مثل وجود تغاير الزمن.
هذه هي الاختلافات التي تحدث في التطور ، إما في وقت الظهور في معدل تكوين السمة.
بيولوجيا التطور الجيني
يركز هذا النهج على تطور الآلية الوراثية للتنمية. من بين التقنيات المستخدمة الاستنساخ وتصور تعبير الجينات المشاركة في التنظيم.
على سبيل المثال ، دراسة جينات Hox وتطورها من خلال عمليات مثل الطفرات والازدواجية والتباعد.
علم التخلق التجريبي
يدرس هذا البرنامج التفاعل وتؤثر الديناميكيات الجزيئية والخلوية والأنسجة على التغيرات التطورية. يدرس الخصائص التطورية غير الموجودة في جينوم الكائن الحي.
يسمح هذا النهج بتأكيد أنه على الرغم من وجود نفس النمط الظاهري ، يمكن التعبير عنه بشكل مختلف اعتمادًا على الظروف البيئية.
برامج الحاسوب
يركز هذا البرنامج على القياس الكمي والنمذجة ومحاكاة تطور التطور ، بما في ذلك النماذج الرياضية لتحليل البيانات.
ايكو ايفو ديفو
أدى ظهور evo-devo إلى تكوين تخصصات أخرى سعت إلى الاستمرار في دمج فروع مختلفة من علم الأحياء في النظرية التطورية ، وبالتالي ولدت eco-evo-devo.
يسعى هذا الفرع الجديد إلى دمج مفاهيم التعايش التنموي ، والمرونة التنموية ، والتكيف الجيني ، والبناء المتخصص.
بشكل عام ، ينص التعايش التنموي على أن الكائنات الحية تُبنى ، جزئيًا ، بفضل التفاعلات مع بيئتها وهي علاقات تكافلية مستمرة مع الكائنات الحية الدقيقة. على سبيل المثال ، في الحشرات المختلفة ، ينتج عن وجود البكتيريا التكافلية العزلة الإنجابية.
ليس هناك شك في أن التعايش كان له تأثير مثير للإعجاب على تطور الكائنات الحية ، من أصل الخلية حقيقية النواة إلى أصل تعدد الخلايا نفسه.
بنفس الطريقة ، تتكون اللدونة في التطور من قدرة الكائنات الحية على توليد أنماط ظاهرية مختلفة ، اعتمادًا على البيئة. في ظل هذا المفهوم ، لا تعتبر البيئة عاملاً انتقائيًا حصريًا ، دون تشكيل النمط الظاهري أيضًا.
المراجع
- كارول ، إس بي (2008). Evo-devo والتركيب التطوري الموسع: نظرية وراثية للتطور المورفولوجي. الخلية ، 134 (1) ، 25-36.
- جيلبرت ، سف ، بوش ، تي سي ، وليدون-ريتيج ، سي (2015). Eco-Evo-Devo: التعايش التنموي واللدونة التنموية كعوامل تطورية. مراجعات الطبيعة علم الوراثة، 16 (10) ، 611.
- مولر ، جي بي (2007). Evo - devo: توسيع التوليف التطوري. مراجعات الطبيعة علم الوراثة، 8 (12) ، 943.
- راف ، را (2000). Evo-devo: تطور نظام جديد. مراجعات الطبيعة علم الوراثة، 1 (1) ، 74.
- سلطان ، سراج الدين (2017). ايكو ايفو ديفو. في علم الأحياء التطوري التطوري (ص 1-13). Springer الدولية للنشر.