EVO-DEVO (BIOLOGI PERKEMBANGAN EVOLUSIONER) - BIOLOGI - 2025

The biologi evolusi pembangunan , biasa disingkat evo-devo untuk akronim dalam bahasa Inggris, adalah bidang baru biologi evolusioner yang cabang pengembangan terintegrasi dalam evolusi. Salah satu tujuan paling menjanjikan dari disiplin ini adalah untuk menjelaskan keanekaragaman morfologi di bumi.

Sintesis modern berusaha untuk mengintegrasikan teori evolusi Darwin melalui seleksi alam dan mekanisme pewarisan yang diajukan oleh Mendel. Namun, dia mengabaikan kemungkinan peran perkembangan dalam biologi evolusioner. Untuk alasan ini, evo-devo muncul dari kurangnya integrasi pengembangan dalam sintesis.

Sumber: Romanes, GJ; diunggah ke Wikipedia oleh en: User: Phlebas; penulis halaman deskripsi: id: Pengguna: Phlebas, id: Pengguna: SeventyThree, melalui Wikimedia Commons Perkembangan biologi molekuler mencapai urutan genom dan visualisasi aktivitas genetik, memungkinkan untuk mengisi celah ini dalam teori evolusi.

Dengan demikian, penemuan gen yang terlibat dalam proses ini memunculkan asal mula evo-devo. Ahli biologi perkembangan evolusioner bertanggung jawab untuk membandingkan gen yang mengatur proses perkembangan dalam berbagai organisme multiseluler.

Apa itu evo-devo?

Salah satu pertanyaan mendasar dalam biologi evolusi - dan dalam ilmu biologi secara umum - adalah bagaimana keanekaragaman hayati yang luar biasa dari organisme yang menghuni planet saat ini muncul.

Berbagai cabang biologi, seperti anatomi, paleontologi, biologi perkembangan, genetika, dan genomik memberikan informasi untuk menemukan jawaban atas pertanyaan ini. Namun, dalam disiplin ilmu ini, pembangunan menonjol.

Organisme memulai hidupnya sebagai sel tunggal dan, melalui proses perkembangan, pembentukan struktur penyusunnya terjadi, sebut saja kepala, kaki, ekor, dan lain-lain.

Perkembangan adalah konsep sentral, karena melalui proses ini semua informasi genetik yang terkandung dalam suatu organisme diterjemahkan ke dalam morfologi yang kita amati. Dengan demikian, penemuan basis genetik perkembangan telah mengungkapkan bagaimana perubahan dalam perkembangan dapat diwariskan, sehingga menimbulkan evo-devo.

Evo-devo berupaya memahami mekanisme yang menyebabkan evolusi pembangunan, dalam hal:

- Proses pengembangan. Misalnya, bagaimana sel baru atau jaringan baru bertanggung jawab atas morfologi baru dalam garis keturunan tertentu

- Proses evolusi. Misalnya, tekanan selektif mana yang mendorong evolusi morfologi atau struktur baru ini.

Perspektif sejarah

Sebelum gen

Hingga pertengahan 1980-an, sebagian besar ahli biologi berasumsi bahwa keragaman bentuk telah muncul berkat perubahan signifikan pada gen yang mengontrol perkembangan setiap garis keturunan.

Ahli biologi tahu bahwa lalat tampak seperti lalat, dan tikus tampak seperti tikus, berkat gen mereka. Namun, diperkirakan bahwa gen antara organisme yang berbeda secara morfologis harus mencerminkan perbedaan yang sangat besar ini pada tingkat gen.

Setelah gen

Studi pada mutan lalat buah, Drosophila, mengarah pada penemuan gen dan produk gen yang berpartisipasi dalam perkembangan serangga.

Karya perintis oleh Thomas Kaufman ini mengarah pada penemuan gen Hox - yang bertanggung jawab untuk mengontrol pola struktur tubuh dan identitas segmen di sumbu anteroposterior. Gen ini bekerja dengan mengatur transkripsi gen lain.

Berkat genomik komparatif, dapat disimpulkan bahwa gen ini ada di hampir semua hewan.

Dengan kata lain, meskipun metazoa sangat berbeda dalam morfologi (seperti cacing, kelelawar, dan paus), mereka berbagi jalur perkembangan yang sama. Penemuan ini mengejutkan para ahli biologi saat itu dan menyebabkan berkembangnya ilmu evo-devo.

Jadi, disimpulkan bahwa spesies dengan fenotipe yang sangat berbeda memiliki perbedaan genetik yang sangat sedikit dan bahwa mekanisme genetik dan seluler sangat mirip di sepanjang pohon kehidupan.

Apa yang dipelajari evo-devo?

Evo-devo telah ditandai dengan pengembangan beberapa program penelitian. Muller (2007) menyebutkan empat di antaranya, meskipun dia memperingatkan bahwa mereka saling tumpang tindih.

Morfologi dan embriologi komparatif

Jenis penelitian ini berusaha untuk memperjelas perbedaan morfogenetik yang membedakan ontogeni primitif dari yang diturunkan. Informasi tersebut dapat dilengkapi dengan apa yang ditemukan dalam catatan fosil.

Mengikuti alur pemikiran ini, pola evolusi morfologis yang berbeda dapat dicirikan dalam skala besar, seperti keberadaan heterokroni.

Ini adalah variasi yang terjadi dalam perkembangan, baik pada saat kemunculan dalam kecepatan pembentukan sifat.

Biologi perkembangan genetik

Pendekatan ini berfokus pada evolusi mesin genetika perkembangan. Di antara teknik yang digunakan adalah kloning dan visualisasi ekspresi gen yang terlibat dalam regulasi.

Misalnya, studi tentang gen Hox dan evolusinya melalui proses seperti mutasi, duplikasi, dan divergensi.

Epigenetik eksperimental

Program ini mempelajari interaksi dan dinamika molekuler, seluler dan jaringan mempengaruhi perubahan evolusioner. Ini mempelajari sifat perkembangan yang tidak terkandung dalam genom organisme.

Pendekatan ini memungkinkan pembuktian bahwa, meskipun fenotipe yang sama ada, namun dapat diekspresikan secara berbeda tergantung pada kondisi lingkungan.

Program komputer

Program ini berfokus pada kuantifikasi, pemodelan dan simulasi evolusi pembangunan, termasuk model matematika untuk analisis data.

Eco-evo-devo

Munculnya evo-devo memunculkan pembentukan disiplin ilmu lain yang berusaha melanjutkan integrasi berbagai cabang biologi dalam teori evolusi, sehingga lahirlah eko-evo-devo.

Cabang baru ini berupaya mengintegrasikan konsep simbiosis perkembangan, plastisitas perkembangan, akomodasi genetik, dan konstruksi relung.

Secara umum, simbiosis perkembangan menyatakan bahwa organisme dibangun, sebagian, berkat interaksi dengan lingkungannya dan merupakan hubungan simbiosis yang persisten dengan mikroorganisme. Misalnya pada berbagai serangga, keberadaan bakteri simbiosis menghasilkan isolasi reproduktif.

Tidak diragukan lagi bahwa simbiosis memiliki dampak yang mengesankan pada evolusi organisme, dari asal mula sel eukariotik sampai ke mula multiseluleritas itu sendiri.

Dengan cara yang sama, plastisitas dalam perkembangan terdiri dari kemampuan organisme untuk menghasilkan fenotipe yang berbeda, tergantung pada lingkungan. Di bawah konsep ini, lingkungan tidak secara eksklusif menjadi agen selektif, tanpa juga membentuk fenotipe.

Referensi

1. Carroll, SB (2008). Evo-devo dan sintesis evolusi yang berkembang: teori genetik evolusi morfologi. Sel, 134 (1), 25-36.
2. Gilbert, SF, Bosch, TC, & Ledón-Rettig, C. (2015). Eco-Evo-Devo: simbiosis perkembangan dan perkembangan plastisitas sebagai agen evolusi. Nature Reviews Genetics, 16 (10), 611.
3. Müller, GB (2007). Evo - devo: memperluas sintesis evolusioner. Ulasan alam genetika, 8 (12), 943.
4. Raff, RA (2000). Evo-devo: evolusi disiplin baru. Nature Reviews Genetics, 1 (1), 74.
5. Sultan, SE (2017). Eco-Evo-Devo. Dalam Evolutionary Developmental Biology (hlm. 1-13). Penerbitan Internasional Springer.