1-Inleiding. H.Allen Orr (The NewYorker,10.24.2005) "Turned on : A revolution in the field of evolution." www.newyorker.com/archive/2005
Het zijn nu zeer boeiende tijden in de biologie.Volledige genomen worden gedecodeerd aan een verbazingwekkende snelheid en nieuwe hoog-technologische benaderingen van oude problemen verschijnen bijna wekelijks.Onder de nieuwe benaderingen neemt de "evolutie-ontwikkeling biologie" of "EVO-DEVO" reeds een bijna revolutionaire plaats in die belooft een radicale nieuwe visie te bieden voor de evolutie van het leven.Het centrale standpunt is eenvoudig.Organismen ondergaan twee soorten veranderingen gedurende hun levensduur :de ene is de verandering tijdens de ontwikkeling van een bevrucht ei (embryologie) en de andere verandering vindt plaats doorheen de evolutie van een bepaalde soort.Volgens evo-devo zijn de twee type veranderingen even belangrijk.Het begrip dat er een connectie is tussen tussen evolutie en ontwikkeling -de groei van een organisme vanaf een enkele cel,via een embryo,tot een vowassen vorm- is zowel natuurlijk als oud.Dit was vooral populair tijdens de 19e eeuw .Darwin zelf geloofde dat embryologie een krachtig bewijs leverde voor de stelling dat het leven afkomstig is van een gemeenschappelijk "voorouder" (The origin of species).
-"We can see why characters derived from the embryo should be of equal importance with those derived from the adult,for a natural classification of course includes all ages.(C.Darwin)"
Door de opkomst van de genetica in de 20e eeuw werd de weg van de embryologie als een van de sleutels van de evolutie verlaten.Het accent werd meer en meer gelegd op de genen zelf.Bij de start van de 21e eeuw lijkt het of evo-devo de volgende grote revolutie zal betekenen in het evolutionair denken (volgens S.J.Gould).Volgens S.B.Carroll is het niet verwonderlijk ,alles hangt af hoe DNA de organismen vormt.
"Endless forms :The evolution of gene regulation and morphological diversity." Cell 101,517-580,2000. "Endless forms most beautiful : The new science of evo-devo and the making of animal kingdom." (Norton,2005)
DNA is de molecule die overgaat van ouders op kinderen en een van haar hoofdrollen is de cellen instructies geven hoe proteïnen moeten gemaakt worden,de molecules waaruit wij hoofdzakelijk bestaan.
2.De evolutie van de evo-devo biologie. C.S.Goodman,B.C.Coughlin www.pnas.org/content
Eens verschillend maar toch complementair gingen ontwikkelingsbiologie en evolutie onlangs samen in een boeiende en vruchtbare samenwerking.De reünie werd officieel herkend als "evo-devo" in 19999 in een eigen divisie van de Integrative and comparative biology (SICB).
-"Evolutionary biologists seek to understand how organisms evolve and change their shape and form.The roots are found in the developmental mechanisms that control body shape and form."
-"Developmental biologists try to understand how alterations in gene expressions and function leads to changes in body shape and pattern."
-"So although SICB only recently validated evo-devo as an independent research area,evo-devo really started over a decade ago when biologists began using an individual organism's developmental gene expression patterns to explain how group of organisms evolved." (Proc.Natl.Acad.Sci.USA 97,4426-4550,2000)
-"Evolutionary developmental biology is a field of biology that compares the developmental processes of different animals and plants in an attempt to determine the ancestral relationship between organisms and how developmental processes evolved.It addresses the origin and evolution of embryonic development ;how modifications of development and developmental processes lead to the production of novel features;the role of developmental plasticity in evolution ecology impacts in development and evolutionary changes....... Some evo-devo researchers extend and enhance the modern synthesis by incorporating into it findings of molecular genetics and developmental biology. This leads to an explicit challenge to neo-darwinism."
-"A major question then,for evo-devo studies,is : if the morphological novelty we observe at the level of different clades is not always reflected in the genome,where does it come from ? Apart from neo-Darwinian mechanisms such as mutation,translocation and duplication of genes,novelty may also arise by mutation-driven changes in gene regulation.The finding that much biodiversity is not due to differences in genes,but rather to alterations in gene regulation,has introduced an important new element into evolutionary theory.Diverse organisms may have highly conserved developmental genes,but highly divergent regulatory mechanisms for these genes.Changes in gene regulation are "second-order" effects of genes,resulting from the interactions and timing of activity of gene networks,as distinct from the functioning of the individual genes in the network."
-"Epigenetic alterations of gene regulation or phenotype generation that are subsequently consolidated by changes at the gene level constitute another class of mechanisms for evolutionary innovation.Epigenetic changes include modification of the genetic material due to methylation and other reversible chemical alteration,as well as nonprogrammed remolding of the organism by physical and other environmental effects due to the inherent plasticity of developmental mechanisms."
Er is blijkbaar een evidente link tussen epigenetische mechanismen in modificatie van genetisch materiaal dat overgedragen wordt maar soms onderworpen wordt aan reversibiliteit.Dit moet zich afspelen op het niveau van het embryo (en dus ook van de stamcellen ?).Meer inzicht hierover is te vinden in het bericht over "Epigenetica".Het opent de mogelijkheid van een soort Lamarckiaanse overerving !!. www.answers.com/topic/modern-evolutionary syntheses
PS.Relatie met neo-Darwinisme. -"The term was first used after 1896 to describe the theories of August Weismann,who asserted that his germ-plasm theory made impossible the inheritance of acquired characteristics and supported natural selection as the only major process that could account for biological evolution."
ADDENDUM. (Dit kan ook dienen als addendum aan het bericht:Biologie-10-Epigenetica.)
Het recente boek van Scott F.Gilbert en David Epel: "Ecological developmental Biology-Integrating epigenetics,medicine and evolution." behandelt op zeer grondige en pedagogische wijze de hele problematiek van de invloed van de omgeving op de ontwikkeling van de levende organismen.Dit kan best dienen als aanvulling van de Berichten van EX LIBRIS over Epigenetica en Evolutionary developmental biology.De nadruk wordt gelegd op de vorming van allerlei fenotypen zoals hieronder bescheven.
Citaat : Scott F.Gilbert.
-" Phenotype is not just the expression of one's inherited genome.Rather,there are interactions between an organism's genotype and its environment that elicit a particular phenotype from a repertoire of possible phenotypes....Environment is therefore considered to play a role in the generation of phenotypes,in addition to its well-established role in the natural selection of which phenotypes will survive and reproduce.Thus in addition to helping decide the survival of the fittest,the environment is also important in formulating the arrival of the fittest."
Creationists en aanhangers van de pseudo-wetenschappelijke versie ervan "Intelligent design" zijn altijd ,blijkbaar nu nog zeer intens op de loer om mogelijkheden om de theorie van de evolutie en de natuurlijke selectie (The origin of species) van Charles Darwin in discrediet te brengen en aan te vallen.Met deze richtingen "epigenetica" en "eco-devo" denken zij, ten onrechte,een punt te hebben maar zij zijn mis (waarschijnlijk doelbewust laten zij doorschemeren dat Scott F.Gilbert misschien een creationist zou kunnen zijn (!).Niets is minder waar.Dit is misleidende en oneerlijke tactiek.)
Darwin zelf heeft al in zijn tijd hierop een duidelijk standpunt genomen: (Charles Darwin,1876).
-"In my opinion ,the greatest error which I have committed,has not been allowing sufficient weight to the direct action of the environment,i.e.food,climate etc... independently of natural selection."
Dit is alleszins het beste antwoord die aan de creationisten kan gegeven worden.Epigenetica en eco-devo mechanismen creëren GEEN soorten zoals de natuurlijke selectie maar kunnen voor een tijd sommige fenotype laten bestaan.In feite kan dit bestempeld worden als een zachte vorm van Lamarckisme.
Het loont de moeite hier het einde van het boek te citeren:
ETHICS FOR THE ANTHROPOCENE.
-"We and the other organisms with whom we share this planet are no longer in the HOLOCENE epoch.The interglacial age is over,and we are now living in the ANTHROPOCENE,an epoch characterized by a human-dominated environment.For better or worse,humans have become,as Julian Huxley predicted in 1963 we would ,'business managers for the cosmic process of evolution'.The first two things a manager must learn are the rules of the process and what the goalsof the process should be.......The rules of evolutionary process include the crucial notion of "becoming with".Co-development is normative ,and evolution is not merely the battle of each against all......The ethical starting point of ecological theory is "a commitment to the flourishing or well-being,of individuals,species,and communities".
