In occasione del 200° compleanno di Charles Darwin, ho pensato di fargli un piccolo omaggio. Nonostante la veneranda età, infatti la sua teoria è sempre attuale. Ma nemmeno lei poteva esimersi dall'evolvere.Evo-Devo è l’acronimo di evolutionary developmental biology. Ossia un nuovo modo di guardare all’evoluzione della vita. Evo Devo infatti rivendica la centralità dei meccanismi dello sviluppo all’interno dei meccanismi dell’evoluzione.
L’idea di base è che tutti gli organismi siano soggetti a due tipi di cambiamento nel tempo: uno durante la vita dell’individuo e uno durante la storia evolutiva della discendenza biologica. Evo-devo sostiene che il primo tipo di cambiamento possa fornire una più profonda comprensione del secondo.
Ma vediamo un attimo come si è arrivati a questa visione a partire dalla teoria dell’evoluzione di Darwin che si basava solo su tre principi: selezione naturale, ereditarietà e variazione. Agli inizi del Novecento poi la “sintesi moderna”, ha coniugato la teoria della selezione naturale di Darwin con la genetica mendeliana, così da poter inquadrare la continuità della vita sempre con pochi e semplici principi, conciliando così genetica e discipline naturalistiche e tralasciando invece la ricerca sui meccanismi dello sviluppo. Così, dalla metà del Novecento, la teoria sintetica diviene il paradigma unificante della biologia determinando un’impostazione riduzionistica della ricerca (ogni gene corrisponde ad un tratto).
Biologia dello sviluppo e biologia dell’evoluzione hanno proceduto per strade parallele fino ad incontrarsi solo recentemente grazie al progresso della biologia molecolare e della genetica dello sviluppo. Il 2000 è considerato l’anno di nascita dell’Evo devo (due riviste pubblicano risultati di ricerche su questo argomento e la Society for Integrative and Comparative Biology fonda una sezione dedicata) ma il 1977 è visto come l’anno del suo concepimento. Nel 1997 infatti viene pubblicata Ontogeny and Phylogeny di Stephen J. Gould. L’idea di una relazione tra svilppo ed evoluzione non era certo nuova. Risale alla legge di Ernst Haeckel “l’ontogenesi ricapitola la filogenesi” che fu presto screditata ma la critica che gli mosse Gould è sintomo del rinnovato interesse che aleggiava intorno alla teoria.
Un testo di riferimento per l’Evo devo è comunque “Endless Forms Most Beautiful” di Sean Carroll pubblicato nel 2005 in cui cerca di mettere insieme e dare un senso a tutte le ricerche condotte fino ad allora nel campo.
Il DNA è ciò che passa dai genitori ai figli, e la sua funzione è fare proteine, ciò di cui son costituiti gli organismi. Il pezzo di DNA che produce le proteine è il gene. I biologi, secondo il paradigma classico hanno sempre pensato che ogni gene codificasse una proteina. Per esempio c’è un gene che codifica l’insulina e così via, però recenti ricerche hanno dimostrato che circa il 95 % del DNA non è codificante di nulla. E inoltre, essendo il DNA presente in ogni cellula, ci sarebbe da chiedersi perché l’insulina viene codificata nel pancreas e non per esempio nell’occhio. La risposta è che un particolare gene in una particolare cellula potrebbe essere o non essere espresso (switched on = fa la proteina, switched off = non fa la proteina). E come i geni si “esprimono” o “non si esperimono” è argomento chiave dell’Evo Devo a cui si è arrivati a partire dalla dimostrazione che:
· Tutti gli animali sono costruiti a partire dagli stessi geni
· Scoperta degli Hox genes negli studi sul moscerino della frutta (Diversi Hox genes sono espressi in diverse parti del moscerino e ciascuno dice in quale parte del corpo una determinata appendice deve crescere. Hox genes espressi nella testa dicono di far crescere le antenne piuttosto che le zampe, etc)
· Tutti gli animali hanno Hox Genes e pare risalgano al periodo del Cambriano (Carroll li chiama tool kit genes)
La cosa incredibile a prima vista è che lo stesso gene che determina lo sviluppo dell’occhio nel moscerino, lo determina anche nel topo, come occhio di topo però. E così via. Si parla per ciò di ‘network genetico di sviluppo’. Cioè il modo in cui i geni sono coinvolti nello sviluppo dell’organismo. L’enfasi posta dall’Evo Devo sul così detto switch-throwing, segna un allontanamento dall’ossessione dei biologi per i geni. L’attenzione è spostata ora a quello che succede nell’espressione del gene, la cosiddetta epigenetica. A dargli ragione sarebbero anche le leggere differenze fenotipiche riscontrate nei gemelli omozigoti.
Per concludere Evo-Devo apre la scatola nera tra genotipo e fenotipo, o meglio, fenotipi come storia di vita in più fasi apparsi in molti organismi a partire da un singolo genotipo. Insomma, secondo Carroll, “Evo Devo” batte “Propettiva proteinocentrica” 1 -0.
L’idea di base è che tutti gli organismi siano soggetti a due tipi di cambiamento nel tempo: uno durante la vita dell’individuo e uno durante la storia evolutiva della discendenza biologica. Evo-devo sostiene che il primo tipo di cambiamento possa fornire una più profonda comprensione del secondo.
Ma vediamo un attimo come si è arrivati a questa visione a partire dalla teoria dell’evoluzione di Darwin che si basava solo su tre principi: selezione naturale, ereditarietà e variazione. Agli inizi del Novecento poi la “sintesi moderna”, ha coniugato la teoria della selezione naturale di Darwin con la genetica mendeliana, così da poter inquadrare la continuità della vita sempre con pochi e semplici principi, conciliando così genetica e discipline naturalistiche e tralasciando invece la ricerca sui meccanismi dello sviluppo. Così, dalla metà del Novecento, la teoria sintetica diviene il paradigma unificante della biologia determinando un’impostazione riduzionistica della ricerca (ogni gene corrisponde ad un tratto).
Biologia dello sviluppo e biologia dell’evoluzione hanno proceduto per strade parallele fino ad incontrarsi solo recentemente grazie al progresso della biologia molecolare e della genetica dello sviluppo. Il 2000 è considerato l’anno di nascita dell’Evo devo (due riviste pubblicano risultati di ricerche su questo argomento e la Society for Integrative and Comparative Biology fonda una sezione dedicata) ma il 1977 è visto come l’anno del suo concepimento. Nel 1997 infatti viene pubblicata Ontogeny and Phylogeny di Stephen J. Gould. L’idea di una relazione tra svilppo ed evoluzione non era certo nuova. Risale alla legge di Ernst Haeckel “l’ontogenesi ricapitola la filogenesi” che fu presto screditata ma la critica che gli mosse Gould è sintomo del rinnovato interesse che aleggiava intorno alla teoria.
Un testo di riferimento per l’Evo devo è comunque “Endless Forms Most Beautiful” di Sean Carroll pubblicato nel 2005 in cui cerca di mettere insieme e dare un senso a tutte le ricerche condotte fino ad allora nel campo.
Il DNA è ciò che passa dai genitori ai figli, e la sua funzione è fare proteine, ciò di cui son costituiti gli organismi. Il pezzo di DNA che produce le proteine è il gene. I biologi, secondo il paradigma classico hanno sempre pensato che ogni gene codificasse una proteina. Per esempio c’è un gene che codifica l’insulina e così via, però recenti ricerche hanno dimostrato che circa il 95 % del DNA non è codificante di nulla. E inoltre, essendo il DNA presente in ogni cellula, ci sarebbe da chiedersi perché l’insulina viene codificata nel pancreas e non per esempio nell’occhio. La risposta è che un particolare gene in una particolare cellula potrebbe essere o non essere espresso (switched on = fa la proteina, switched off = non fa la proteina). E come i geni si “esprimono” o “non si esperimono” è argomento chiave dell’Evo Devo a cui si è arrivati a partire dalla dimostrazione che:
· Tutti gli animali sono costruiti a partire dagli stessi geni
· Scoperta degli Hox genes negli studi sul moscerino della frutta (Diversi Hox genes sono espressi in diverse parti del moscerino e ciascuno dice in quale parte del corpo una determinata appendice deve crescere. Hox genes espressi nella testa dicono di far crescere le antenne piuttosto che le zampe, etc)
· Tutti gli animali hanno Hox Genes e pare risalgano al periodo del Cambriano (Carroll li chiama tool kit genes)
La cosa incredibile a prima vista è che lo stesso gene che determina lo sviluppo dell’occhio nel moscerino, lo determina anche nel topo, come occhio di topo però. E così via. Si parla per ciò di ‘network genetico di sviluppo’. Cioè il modo in cui i geni sono coinvolti nello sviluppo dell’organismo. L’enfasi posta dall’Evo Devo sul così detto switch-throwing, segna un allontanamento dall’ossessione dei biologi per i geni. L’attenzione è spostata ora a quello che succede nell’espressione del gene, la cosiddetta epigenetica. A dargli ragione sarebbero anche le leggere differenze fenotipiche riscontrate nei gemelli omozigoti.
Per concludere Evo-Devo apre la scatola nera tra genotipo e fenotipo, o meglio, fenotipi come storia di vita in più fasi apparsi in molti organismi a partire da un singolo genotipo. Insomma, secondo Carroll, “Evo Devo” batte “Propettiva proteinocentrica” 1 -0.
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