EVO-SÙNG (SINH HỌC PHÁT TRIỂN TIẾN HÓA) - SINH HỌC - 2026

Các sinh vật học tiến hóa của sự phát triển , thường được viết tắt là evo-DEVO cho từ viết tắt trong tiếng Anh, là một lĩnh vực mới của sinh học tiến hóa mà chi nhánh phát triển tích hợp trong quá trình tiến hóa. Một trong những mục tiêu hứa hẹn nhất của ngành học này là giải thích sự đa dạng hình thái trên trái đất.

Sự tổng hợp hiện đại đã tìm cách tích hợp thuyết tiến hóa của Darwin bằng chọn lọc tự nhiên và các cơ chế kế thừa do Mendel đề xuất. Tuy nhiên, ông đã bỏ qua vai trò có thể có của sự phát triển trong sinh học tiến hóa. Vì lý do này, evo-sùng phát sinh từ sự thiếu tích hợp của sự phát triển trong tổng hợp.

Nguồn: Romanes, GJ; được tải lên Wikipedia bởi en: Người dùng: Phlebas; tác giả của trang mô tả: vi: Người dùng: Phlebas, vi: Người dùng: SeventyThree, qua Wikimedia Commons Sự phát triển của sinh học phân tử đã đạt được trình tự của bộ gen và hình dung về hoạt động di truyền, cho phép lấp đầy khoảng trống này trong lý thuyết tiến hóa.

Do đó, việc phát hiện ra các gen liên quan đến các quá trình này đã dẫn đến nguồn gốc của evo-sùng. Các nhà sinh học phát triển tiến hóa chịu trách nhiệm so sánh các gen quy định các quá trình phát triển trong một loạt các sinh vật đa bào.

Evo-sùng là gì?

Một trong những câu hỏi cơ bản trong sinh học tiến hóa - và trong khoa học sinh học nói chung - là sự đa dạng sinh học phi thường của các sinh vật sống trên hành tinh ngày nay đã hình thành như thế nào.

Các nhánh khác nhau của sinh học, chẳng hạn như giải phẫu học, cổ sinh vật học, sinh học phát triển, di truyền học và gen học cung cấp thông tin để tìm câu trả lời cho câu hỏi này. Tuy nhiên, trong các lĩnh vực này, sự phát triển vẫn nổi bật.

Các sinh vật bắt đầu cuộc sống của chúng như một tế bào đơn lẻ và thông qua quá trình phát triển, sự hình thành các cấu trúc hình thành nên nó, được gọi là đầu, chân, đuôi, và các cấu trúc khác.

Sự phát triển là một khái niệm trung tâm, vì thông qua quá trình này, tất cả thông tin di truyền chứa trong một sinh vật được chuyển thành hình thái mà chúng ta quan sát được. Do đó, việc khám phá ra các cơ sở di truyền của sự phát triển đã tiết lộ cách những thay đổi trong quá trình phát triển có thể được di truyền, tạo ra sự sùng đạo evo.

Evo-sùng tìm cách hiểu các cơ chế đã dẫn đến sự phát triển của sự phát triển, về mặt:

- Các quá trình phát triển. Ví dụ, cách một tế bào mới hoặc mô mới chịu trách nhiệm cho các hình thái mới trong một số dòng họ nhất định

- Các quá trình tiến hóa. Ví dụ, áp lực chọn lọc nào đã thúc đẩy sự phát triển của những hình thái hoặc cấu trúc mới lạ này.

Quan điểm lịch sử

Trước khi có gen

Cho đến giữa những năm 1980, hầu hết các nhà sinh vật học đều cho rằng sự đa dạng trong các hình thức đã xuất hiện nhờ vào những thay đổi đáng kể trong gen kiểm soát sự phát triển của mỗi dòng.

Các nhà sinh học biết rằng một con ruồi trông giống một con ruồi, và một con chuột trông giống một con chuột, nhờ vào gen của chúng. Tuy nhiên, người ta cho rằng các gen giữa các sinh vật khác biệt về hình thái như vậy phải phản ánh những khác biệt kinh khủng này ở cấp độ gen.

Sau khi gen

Các nghiên cứu về đột biến của ruồi giấm, Drosophila, đã dẫn đến việc phát hiện ra các gen và sản phẩm gen tham gia vào sự phát triển của loài côn trùng này.

Những công trình tiên phong này của Thomas Kaufman đã dẫn đến việc khám phá ra các gen Hox - những gen chịu trách nhiệm kiểm soát mô hình cấu trúc cơ thể và nhận dạng của các phân đoạn trong trục trước xương. Các gen này hoạt động bằng cách điều chỉnh quá trình phiên mã của các gen khác.

Nhờ hệ gen so sánh, có thể kết luận rằng những gen này có ở hầu hết các loài động vật.

Nói cách khác, mặc dù các loài metazoans khác nhau rất nhiều về hình thái (giống như một con sâu, một con dơi và một con cá voi), chúng có chung những con đường phát triển. Khám phá này đã gây sốc cho các nhà sinh vật học thời đó và dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ của khoa học về evo-sùng.

Do đó, người ta kết luận rằng các loài có kiểu hình rất khác nhau có rất ít sự khác biệt về gen và các cơ chế di truyền và tế bào cực kỳ giống nhau trong suốt cây đời.

Evo-sùng học gì?

Evo-sùng đã được đặc trưng bởi sự phát triển của nhiều chương trình nghiên cứu. Muller (2007) đề cập đến bốn trong số chúng, mặc dù ông cảnh báo rằng chúng chồng chéo lên nhau.

Hình thái học và phôi học so sánh

Loại nghiên cứu này tìm cách làm rõ sự khác biệt về mặt di truyền học giúp phân biệt các bản thể sinh vật nguyên thủy với các bản thể sinh vật có nguồn gốc. Thông tin có thể được bổ sung với những gì được tìm thấy trong hồ sơ hóa thạch.

Theo dòng suy nghĩ này, các mô hình tiến hóa hình thái khác nhau có thể được đặc trưng trên quy mô lớn, chẳng hạn như sự tồn tại của dị chủng.

Đây là những biến dị xảy ra trong quá trình phát triển, cả về thời gian xuất hiện về tốc độ hình thành tính trạng.

Sinh học phát triển di truyền

Cách tiếp cận này tập trung vào sự tiến hóa của bộ máy phát triển di truyền. Trong số các kỹ thuật được sử dụng là nhân bản và hình dung biểu hiện của các gen liên quan đến quá trình điều hòa.

Ví dụ, nghiên cứu về các gen Hox và sự tiến hóa của chúng thông qua các quá trình như đột biến, nhân đôi và phân kỳ.

Thực nghiệm biểu sinh

Chương trình này nghiên cứu sự tương tác và động lực học phân tử, tế bào và mô ảnh hưởng đến những thay đổi tiến hóa. Nó nghiên cứu các đặc tính phát triển không có trong bộ gen của sinh vật.

Cách tiếp cận này cho phép chứng thực rằng, mặc dù tồn tại cùng một kiểu hình, nhưng nó có thể được biểu hiện khác nhau tùy thuộc vào điều kiện môi trường.

Chương trình máy tính

Chương trình này tập trung vào định lượng, mô hình hóa và mô phỏng quá trình phát triển, bao gồm các mô hình toán học để phân tích dữ liệu.

Eco-evo-sùng

Sự xuất hiện của evo-sùng đã dẫn đến sự hình thành của các bộ môn khác nhằm tiếp tục tích hợp các nhánh sinh học khác nhau trong lý thuyết tiến hóa, do đó, eco-evo-sùng ra đời.

Nhánh mới này tìm kiếm sự tích hợp của các khái niệm cộng sinh phát triển, tính dẻo trong phát triển, chỗ ở di truyền và xây dựng ngách.

Nói chung, cộng sinh phát triển nói rằng các sinh vật được xây dựng, một phần là nhờ tương tác với môi trường của chúng và là mối quan hệ cộng sinh bền bỉ với vi sinh vật. Ví dụ, ở các loài côn trùng khác nhau, sự tồn tại của vi khuẩn cộng sinh tạo ra sự cách ly sinh sản.

Không còn nghi ngờ gì nữa, sự cộng sinh đã có một tác động ấn tượng đến sự tiến hóa của sinh vật, từ nguồn gốc của tế bào nhân chuẩn đến nguồn gốc của bản thân đa bào.

Theo cách tương tự, tính dẻo trong quá trình phát triển bao gồm khả năng sinh vật tạo ra các kiểu hình khác nhau, tùy thuộc vào môi trường. Theo khái niệm này, môi trường không chỉ là tác nhân chọn lọc mà không phải tác nhân định hình kiểu hình.

Người giới thiệu

1. Carroll, SB (2008). Evo-sùng và một tổng hợp tiến hóa mở rộng: một lý thuyết di truyền về sự tiến hóa hình thái. Ô, 134 (1), 25-36.
2. Gilbert, SF, Bosch, TC, & Ledón-Rettig, C. (2015). Eco-Evo-Devo: cộng sinh phát triển và phát triển dẻo dai như các tác nhân tiến hóa. Bản chất Nhận xét Di truyền, 16 (10), 611.
3. Müller, GB (2007). Evo - sùng: mở rộng tổng hợp tiến hóa. Tự nhiên xem xét di truyền học, 8 (12), 943.
4. Raff, RA (2000). Evo-sùng: sự phát triển của một kỷ luật mới. Bản chất Nhận xét Di truyền, 1 (1), 74.
5. Sultan, SE (2017). Eco-Evo-Devo. Trong Sinh học Phát triển Tiến hóa (trang 1-13). Nhà xuất bản Quốc tế Springer.