EVOLUZIONE BIOLOGICA E I GRANDI PROBLEMI DELLA

EVOLUZIONE BIOLOGICA E I GRANDI PROBLEMI DELLA BIOLOGIA, XXXIV, 2007
EVOLUZIONE OGGI
EVO-DEVO: DALLE MOLECOLE AGLI ORGANISMI
Silvia Garagna, Carlo Alberto Redi
Laboratorio di Biologia dello Sviluppo - Università degli Studi di Pavia
Ernesto Capanna
Dipartimento di Biologia Animale e dell’Uomo - Università degli Studi di Roma «La Sapienza»
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Sommario
Con il sequenziamento dei genomi i ricercatori pensarono di poter individuare le differenze responsabili
delle caratteristiche specifiche degli organismi ma ciò che si è scoperto è che i genomi sono estremamente
simili tra loro. Si è perciò usciti da una visione gene-centrista affrontando lo studio del DNA regolativo che
viene ritenuto in grado di dialogare con l’ambiente esterno per ri-modulare l’espressione fenotipica dei geni.
Gli studi di genetica evolutiva hanno messo in evidenza la conservazione di moduli genetici che determinano
strutture e proprietà funzionali ritenute evolutivamente indipendenti ( es: la segmentazione del corpo degli
artropodi e dei cordati). Cambiamenti funzionali di geni che regolano lo sviluppo generano novità
fenotipiche . La maggior parte del genoma umano è costituita da sequenze non codificanti, con funzione
regolatrice. E’ probabile che esistano dei “sistemi di ingegneria genetica naturali” basati su sistemi di
trasduzione dei segnali extragenomici (ambientali) al genoma, capaci di provocare rimaneggiamenti nella
composizione dei genomi stessi. In questo modo i fattori ambientali da un lato contribuiscono alla variazione
epigenomica (origine di novità) e dall’altro partecipano ai processi di selezione (teoria dell’evoluzione).
EVO-DEVO (biologia evolutiva dello sviluppo) costituisce una nuova disciplina biologica basata sui due
approcci sperimentali, la biologia evolutiva e quella dello sviluppo.
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Concetti chiave
EVO-DEVO è una nuova disciplina biologica basata su due approcci sperimentali, la biologia evolutiva e
quella dello sviluppo.
Esiste un elevato grado di conservazione di alcune porzioni del genoma (es. geni Hox)
Il continuo rimaneggiamento dei sistemi genetici ridondanti (turnover genomico) contribuisce ad originare
novità fenotipiche
Bisogna indagare sul significato funzionale del DNA regolativo per superare la visione gene-centrica
Dalle famiglie di DNA ripetitivo si originano novità fenotipiche attraverso il crossing over ineguale e la
trasposizione di sequenze di DNA mobile.
Nello sviluppo embrionale si verifica un dialogo genoma- fattori ambientali in grado di spiegare l’origine dei
cambiamenti e l’evoluzione del disegno animale.
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Parole chiave
EVO-DEVO, DNA regolativo, genoma, epigenom, ontogenesi, filogenesi, genomi ridondanti, genomi
modulari, DDNA ripetitivo, turnover genomico.
Leggibilità **
Livello scolare Triennio scuola media superiore
Possibile uso didattico : problematiche connesse allo studio della teoria dell’evoluzione; meccanismi di
regolazione e controllo nei sistemi viventi; genetica: superamento della visione gene-centrica
Letture proposte
Sean B.Carrol Infinite forme bellissime, Codice Edizioni, 2006
Alessandro Minelli EVO-DEVO, sei storie di numeri e animali, Nuova Argos 2004
www.pikaia.eu