Premsa universitària de Catalunya, el País Valencià, les Illes Balears, Catalunya Nord, Andorra i l'Alguer|dilluns, desembre 11, 2017
Sou aquí: Home » Recerca » Simulen en 3D l’evolució per selecció natural de la forma d’òrgans complexos / UAB

Simulen en 3D l’evolució per selecció natural de la forma d’òrgans complexos / UAB 

compartir

Investigadors de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i de la Universitat de Helsinki han aconseguit simular per primera vegada l’evolució d’òrgans complexos de forma tridimensional, integrant els mecanismes de regulació genètica que tenen lloc durant el desenvolupament embrionari. El treball, publicat aNature, permet tenir en compte la complexitat real de les interaccions genètiques que donen lloc a la forma adulta dels organismes, entendre millor com actua la selecció natural sobre els diferents aspectes de la forma del cos i fer experiments virtuals d’evolució molt més realistes.

  ”Actualment tenim molta informació sobre quins canvis en quins gens provoquen quins canvis en la forma. Però això és merament descriptiu. La qüestió és entendre la lògica biològica que determina quins canvis en la forma apareixen per quins canvis en els gens i de quina manera pot canviar el cos”, explica Isaac Salazar, investigador de la Universitat d’Hèlsinki i del Departament de Genètica i de Microbiologia de la UAB i primer autor de l’article. En la naturalesa això ve determinat pel desenvolupament embrionari, durant la vida de cada organisme, i per l’evolució per selecció natural, per a cada població i espècie.

Però en el camp de l’evolució dels organismes és pràcticament impossible plantejar experiments, donada la gran escala temporal en la qual es donen aquests fenòmens. Això fa que encara hi hagi debats oberts amb hipòtesis difícils de demostrar experimentalment. Aquesta dificultat es compensa amb l’ús de models teòrics per integrar detalladament les dades experimentals existents, tot simulant així l’evolució de manera virtual.

En el seu treball, els investigadors han utilitzat un model teòric basat en experiments en desenvolupament embrionari, basat en un altre treball previ dels mateixos autors també publicat a Nature (Salazar-Ciudad i Jernvall, 2010), i tres models matemàtics diferents d’evolució virtual per selecció natural sobre la forma. L’evolució té lloc de manera virtual a l’ordinador en poblacions d’individus en què cada individu pot mutar els seus gens, justament com succeeix en la naturalesa. Aquestes, mitjançant el model de desenvolupament, produeixen noves morfologies i la selecció natural decideix quines passen a la següent generació. Repetint aquest procés en cada generació es pot veure l’evolució en acció a l’ordinador.

La simulació realitzada ara ha permès comparar les diferents hipòtesis existents en el camp de l’evolució sobre quins aspectes de la morfologia evolucionen més fàcilment. La primera visió és que tots els aspectes mètrics de la forma contribueixen a l’adaptació i que, conseqüentment, tots són modelats per l’evolució de manera fina al llarg del temps. La segona visió és que alguns aspectes de la forma tenen un valor adaptatiu més important i que la resta canvia en l’evolució com a efectes col·laterals als canvis en els primers. La tercera és que cap aspecte de la forma és intrínsecament més important, sinó que el que és important adaptativament és una mesura complexa de la rugositat de la forma.

“El que hem trobat és que la primera hipòtesi no és possible i que la segona ho és en alguns casos. Encara que l’ecologia afavorís aquest tipus de selecció (la primera visió), el desenvolupament embrionari i la relació entre variació genètica i morfològica que aquest imposa és massa complexa perquè cada aspecte de la morfologia hagi estat modelat finament. En certa manera, el que veiem és que la selecció natural està constantment modelant la forma dels cossos, però que aquests disten molt de ser òptims en molts dels seus aspectes “, comenta Salazar.

El treball ha estat liderat per Isaac Salazar-Ciudad i ha comptat amb la participació de Miquel Marín Riera, investigador en formació a la UAB. Part del mateix s’ha realitzat a la comunitat d’”evo-devo” (evolució i desenvolupament embrionari) a l’Institut de Biotecnologia de la Universitat d’Hèlsinki i una altra al Grup de Recerca de Genòmica, Bioinformàtica i Evolució de la UAB.♦

Article de referència: ”Adaptative dynamics under development-based genotype-Phenotype maps”.http://dx.doi.org/. DOI: 10.1038/nature12142

 

SalazarNature3Dg

 

Imatge: Gràfic en temps real del procés d’evolució virtual. L’eix horitzontal correspon al temps d’evolució i l’eix vertical al grau d’adaptació evolutiva de la població. En aquest cas, la forma de la dent s’adapta augmentant el nombre de puntes, passant d’una dent simple a una de més complexa.

 

Related posts:

Afegir un Comentari

You must be logged in to post a comment.