Evolução e Desenvolvimento

Evolução e Desenvolvimento
Evolução – UFES
(Ridley, cap. 20)
“Evo-Devo”
Evolutionary Developmental Biology
Biologia Evolutiva do Desenvolvimento
•  qual o papel do desenvolvimento na evolução?
–  traz novidades evolutivas?
•  o desenvolvimento tendencia a variação fenotípica e
limita trajetórias evolutivas?
•  como o genótipo controla o fenótipo?
“Lei Biogenética”
•  Ernst Haeckel (1834-1919):
“ontogenia recapitula
filogenia”
“Lei Biogenética”
•  Ernst Haeckel (1834-1919):
“ontogenia recapitula
filogenia”
•  Lei da adição terminal:
1→2→3→4
“Lei Biogenética”
•  Ernst Haeckel (1834-1919):
“ontogenia recapitula
filogenia”
•  Lei da adição terminal:
1→2→3→4
•  Von Baer (1828):
estágios compartilhados de
desenvolvimento
“Lei Biogenética”
•  Ernst Haeckel (1834-1919):
“ontogenia recapitula
filogenia”
•  Lei da adição terminal:
1→2→3→4
•  Von Baer (1828):
estágios compartilhados de
desenvolvimento
•  S. J. Gould (1977): Ontogenia
e Filogenia.
Adição terminal e não-terminal
linguado
peixe pulmonado
deficerca
heterocerca
esturjão
salmão
homocerca
Pedomorfose (“jovem” reproduzindo)
•  Progênese: acelera linhagem germinativa
•  Neotenia: retarda linhagem somática
“axolotles”
Heterocronia
•  taxa desenvolvimento
processo corporal muda em
relação a outro na evolução
Heterocronia
•  taxa desenvolvimento
processo corporal muda em
relação a outro na evolução
•  pedomorfose: heterocronia
entre desenvolvimento
reprodutivo e somático
Heterocronia
•  taxa desenvolvimento
processo corporal muda em
relação a outro na evolução
•  pedomorfose: heterocronia
entre desenvolvimento
reprodutivo e somático
•  mudanças no
desenvolvimento de uma
célula somática em relação a
outra
Heterocronia
•  taxa desenvolvimento
processo corporal muda em
relação a outro na evolução
•  pedomorfose: heterocronia
entre desenvolvimento
reprodutivo e somático
•  mudanças no
desenvolvimento de uma
célula somática em relação a
outra
•  mudanças evolutivas simples
entre spp. próximas
•  morfometria geométrica
Alometria
partes de um organismo crescem em taxas diferentes
Evolução humana: neotenia?
Genes reguladores
•  2 complexos em Drosophila (cromossomo 3):
–  Bithorax: Ubx (ultrabithorax) - genes homeóticos
–  Antennapedia: Antp
Edward B. Lewis
(1918 – 2004)
Nobel 1995
Genes reguladores
•  Dois tipos principais
–  fatores de transcrição:
se ligam aos reforçadores
–  proteínas sinalizadoras:
na membrana celular, por ex.
•  genes homeobox (Hox)
conservados: identidade dos
segmentos ao longo do eixo do
corpo
Genes Hox: Ubx
selvagem
verde = Ubx expresso  diferenciação T2 e T3
expressão Ubx
removida
http://www.nature.com/hdy/journal/v97/n3/images/6800872f6.jpg
Genes Hox
posterior
Deuterostoma
central
Bilateria
x4
Protostoma
Desenvolvimento em plantas
•  MADSbox – flores
•  KNOX – folha
Norma de Reação e Assimilação Genética
Waddington (1942, 1952, 1953, 1961)
“Eco-Devo”
Qual a fonte de variação? Ambiente controla desenvolvimento?
Qual a fonte de variação?
Ambiente controla desenvolvimento?
Desenvolvimento pode trazer novidades evolutivas?
Qual a fonte de variação?
Ambiente controla desenvolvimento?
Desenvolvimento pode trazer novidades evolutivas?
Homologia
•  homologia filogenética x biológica
•  genes ey/Pax6 (drosófila/camundongo)
–  olhos ectópicos
Reconsiderando homologia
•  nível de organização: homologia profunda
–  ex. asas aves/morcegos–membros anteriores
•  homologia serial: desenvolvimento
–  ex. patas, dentes
•  uma nova síntese moderna?
Extended Synthesis