evodevotieteen

Evodevetieteen, ook wel evo-devo of evolutie-ontwikkelingsbiologie genoemd, is het vakgebied dat onderzoekt hoe ontwikkelingsprocessen evolueren en hoe veranderingen in ontwikkeling leiden tot de diversiteit van lichaamsplannen bij organismen. Het integreert genetica, embryologie en evolutionaire theorie om de oorsprong van morfologische variatie te verklaren.

De discipline ontstond in de late 20e eeuw toen onderzoekers embryologie en evolutie met elkaar in verband brachten. Belangrijke mijlpalen zijn onder meer de ontdekking van geconserveerde regulerende genen zoals de Hox-groepen die assenpatronen bepalen, en de identificatie van homeobox-genen. Het werk aan segmentatie bij Drosophila door Nüsslein-Volhard en Wieschaus maakte duidelijk hoe regulatoire veranderingen tot grote anatomische verschillen kunnen leiden, een inzicht dat verder werd uitgewerkt door wetenschappers als Sean B. Carroll.

Kernbegrippen zijn onder andere genreguleringsnetwerken die embryonale bouwplannen vormen, een genetische toolkit van regulerende genen die bij vele dieren voorkomt, en diepe homologie, waarbij vergelijkbare ontwikkelingsprogramma’s aan verschillende structuren ten grondslag liggen. Mechanismen zoals heterochronie (verandering in de timing van ontwikkeling) en heterotopie (verandering in ruimtelijke expressie) laten zien hoe evolutie bestaande modules kan hergebruiken om nieuwe vormen te creëren.

Methoden omvatten vergelijkende embryologie, genomica en functionele experimenten in meerdere soorten, vaak met behulp van genome editing. Evo-devo biedt inzichten in zowel geconserveerde lichaamsplannen als belangrijke evolutionaire innovaties en helpt de paleontologie en morfologie beter te begrijpen. Discussies richten zich op de relatieve rol van regulatorische versus coderingsveranderingen en de grenzen van extrapolatie vanuit modelorganismen.

Zie ook: evo-devo, Hox-genen, homeobox, genreguleringsnetwerken, ontwikkelingsbiologie, evolutionaire biologie.