La biología evolutiva del desarrollo (informalmente, evo-devo ) es un campo de investigación biológica que compara los procesos de desarrollo de diferentes organismos para inferir las relaciones ancestrales entre ellos y cómo evolucionaron los procesos de desarrollo .
El campo creció desde los inicios del siglo XIX, donde la embriología se enfrentaba a un misterio: los zoólogos no sabían cómo se controlaba el desarrollo embrionario a nivel molecular . Charles Darwin señaló que tener embriones similares implicaba un ancestro común, pero se logró poco progreso hasta la década de 1970. Entonces, la tecnología del ADN recombinante finalmente unió la embriología con la genética molecular . Un descubrimiento temprano clave fue el de genes homeóticos que regulan el desarrollo en una amplia gama de eucariotas .
El campo se caracteriza por algunos conceptos clave que tomaron por sorpresa a los biólogos evolutivos . Una es la homología profunda , el hallazgo de que órganos diferentes como los ojos de insectos , vertebrados y moluscos cefalópodos , que durante mucho tiempo se pensó que evolucionaron por separado, están controlados por genes similares como pax-6 , del conjunto de herramientas del gen evo-devo . Estos genes son antiguos y están muy conservados entre los phyla ; Generan los patrones en el tiempo y el espacio que dan forma al embrión y, en última instancia, forman el plan corporal.del organismo. Otra es que las especies no difieren mucho en sus genes estructurales, como los que codifican enzimas ; lo que sí difiere es la forma en que la expresión génica está regulada por los genes del conjunto de herramientas . Estos genes se reutilizan, sin cambios, muchas veces en diferentes partes del embrión y en diferentes etapas de desarrollo, formando una cascada compleja de control, activando y desactivando otros genes reguladores y genes estructurales en un patrón preciso. Esta reutilización pleiotrópica múltiple explica por qué estos genes están altamente conservados, ya que cualquier cambio tendría muchas consecuencias adversas a las que se opondría la selección natural .
Las variaciones en el conjunto de herramientas producen nuevas características morfológicas y, en última instancia, nuevas especies, ya sea cuando los genes se expresan en un nuevo patrón o cuando los genes del conjunto de herramientas adquieren funciones adicionales. Otra posibilidad es la teoría neolamarckiana de que los cambios epigenéticos se consolidan posteriormente a nivel genético , algo que puede haber sido importante al principio de la historia de la vida multicelular.
Étienne Serres propuso una teoría de recapitulación del desarrollo evolutivo en 1824–26, haciéndose eco de las ideas de 1808 de Johann Friedrich Meckel . Argumentaron que los embriones de animales "superiores" atravesaron o recapitularon una serie de etapas, cada una de las cuales se parecía a un animal más abajo en la gran cadena del ser . Por ejemplo, el cerebro de un embrión humano se parecía primero al de un pez y luego, a su vez, al de un reptil , pájaro y mamífero antes de volverse claramente humano . El embriólogo Karl Ernst von Baerse opuso a esto, argumentando en 1828 que no existía una secuencia lineal como en la gran cadena del ser, basada en un solo plan corporal , sino un proceso de epigénesis en el que las estructuras se diferencian. En cambio, Von Baer reconoció cuatro planes corporales distintos de los animales : irradiar, como una estrella de mar ; moluscos, como almejas ; articulado, como langostas ; y vertebrados, como peces. Luego, los zoólogos abandonaron en gran medida la recapitulación, aunque Ernst Haeckel la revivió en 1866. [2] [3] [4] [5] [6]