Biologia evolutiva do desenvolvimento

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Biologia evolutiva do desenvolvimento (evolução do desenvolvimento, ou informalmente, em inglês, 'evo-devo') é um campo da biologia que compara os processos de desenvolvimento de diferentes animais como uma tentativa de determinar a relação ancestral entre organismos e como os processos de desenvolvimento evoluíram. A descoberta de genes regulando o desenvolvimento em organismos-modelo permitiu serem feitas comparações com genes e interações entre genes de organismos aparentados.

[editar] Introdução

Durante os anos 80 e os 90 mais dados comparativos de seqüências moleculares entre diferentes tipos de organismos foram massivamente produzidos e detalharam o entendimento das bases moleculares dos mecanismos de desenvolvimento que são codificados por esses genes tornou-se mais claro. Biologia evolutiva do desenvolvimento surgiu em reposta a esses dados.

[editar] Desenvolvimento e a origem da novidade

Um dos resultados mais surpreendentes e talvez, contra-intuitivos dessa pesquisa em biologia evolutiva do desenvolvimento feita nesse período é que tanto a diversidade de planos corporais quanto a morfológica em organismos de diversos filos não é necessariamente refletida em diversidade similar ao nível de seqüências genéticas controlando o desenvolvimento. De fato, como Gerhart e Kirschner (1997) perceberam, há um aparente paradoxo: "quando nós mais esperávamos encontrar variação, encontramos conservação, uma falta de mudança".

Mesmo dentro de uma espécie, a ocorrência de novas formas dentro de uma população não indica a pré-existência de variação genética suficiente para responder pela diversidade morfológica. Por exemplo, há significante variação na morfologia das patas de salamandras e diferenças no número de segmentos de centípedes, mesmo quando a variação genética é baixa.

Uma grande questão, então, para os estudos de evolução do desenvolvimento, é: de onde vem a novidade morfológica? Se a novidade que observamos no nível de diferentes clados não é sempre refletida no genoma, então de onde ela vem?

A novidade pode surgir através de diversos métodos incluindo duplicação de genes e regulação genética. Duplicação de genes permite a fixação de uma função celular ou bioquímica em um locus, deixando o locus duplicado livre para modificar-se e exercer uma nova função. Em contraste, mudanças na regulação genética, são um efeito de uma "segunda ordem", resultando da interação ou de períodos de tempo de toda rede de interações genéticas, de forma distinta do funcionamento de genes individuais na rede de interações.

A descoberta da família homeótica dos genes Hox nos vertebrados nos anos 80 permitiu aos pesquisadores em biologia do desenvolvimento avaliarem empiricamente os papéis relativos dos dois fatores, com respeito à importância na evolução da diversidade morfológica. Vários biólogos, incluindo Sean B. Carroll da Universidade de Winsconsin sugeriram que "muranças nos sistemas de regulação-cis dos genes" são mais significantes que "mudanças no número de genes ou função protéica" (Carroll 2000).

Esses pesquisadores argumentam que a natureza combinada da regulação na transcrição permite um rico substrato para diversidade morfológica, já que variações em nível, padrão, ou períodos de expressão genética podem fornecer mais variação para que a seleção natural aja sobre que modificações no produto do gene apenas.

[editar] Referências

• Sean B. Carroll, 2000, "Endless forms: the evolution of gene regulation and morphological diversity", Cell, 101 pp.577-580
• John Gerhart and Marc Kirschner, 1997, Cells, Embryos and Evolution, Blackwell Science.

[editar] Leitura adicional

• Brian Goodwin, 1994, How the Leopard Changed its Spots, Phoenix Giants.
• Leo W. Buss, 1987, The Evolution of Individuality, Princeton University Press.
• Sean B. Carroll, 2005, Endless Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo and the Making of the Animal Kingdom, W. W. Norton & Company.
• Stephen Jay Gould, Ontogeny and Phylogeny: typically controversial, but a relevant re-appraisal of a defunct concept

[editar] Ligações externas

[1] A 2000 issue of the Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) devoted to "evo-devo" consisting of an editorial, several reviews, and several research articles.

[editar] Ver também

• Evolução dos animais
• Evolução da pluricelularidade
• Ontogenia
• A ontogenia recapitula a filogenia
• Lista de família de genes
• Importantes publicações em biologia evolutiva do desenvolvimento