El documento describe el surgimiento del campo de la Evo-Devo y cómo ha llevado a un nuevo paradigma en biología. Explica que la Evo-Devo busca relacionar cambios en la expresión de genes clave del desarrollo con grandes innovaciones evolutivas. Señala que una pequeña cantidad de genes controlan el desarrollo en diferentes organismos y que variaciones sutiles en estos pueden dar lugar a grandes cambios morfológicos. Finalmente, indica que la Evo-Devo complementa pero no refuta la teoría sintética,

1. EVO-DEVO: HACIA UN
NUEVO PARADIGMA EN
BIOLOGÍA
Ramón Muñoz-Chápuli

2. Las teorías evolucionistas
 La teoría sobre la realidad de la evolución:
La evolución es real.
 La teoría sobre la historia de la evolución:
Conjunto de inferencias e hipótesis acerca del
parentesco entre seres vivos.
 Teoría sobre el mecanismo de la evolución,
se divide a su vez en 2:
 Teoría sobre el origen de la novedad
 Teoría sobre la supervivencia de la novedad

3. El origen de la novedad
 En la teoría de Darwin y Wallace, no habían
muchas ideas acerca del origen de las
novedades.
 Sólo se menciona que las variedades
ventajosas son seleccionadas, pero no
menciona cómo surgieron.
 No se manejaba la teoría de la herencia de
Mendel

4. Primer contacto Evolución-
desarrollo embrionario
 Ley Biogénetica fundamental, de Ernst
Haeckel (finales del siglo XIX).
 La ontogenia recapitula la filogenia significa
que la selección de una variante morfológica
se incorpora al proceso de desarrollo animal,
sus descendientes incorporarían nuevas
variantes y así a lo largo del tiempo.

5. Demostración de Haeckel
 ¿por qué en el desarrollo de mamíferos o aves
existe una etapa pisciforme, con sus arcos
branquiales y todo?

6. La supervivencia de la novedad
 Los organismos deben dejar descendencia en
la que se heredan las novedades evolutivas
ventajosas: selección natural (Darwin-Wallace)

7. Origen de la novedad
 Teoría de la mutación, de Hugo de Vries, 1903
 Admite una discontinuidad en las pequeñas
variaciones y la brusca aparición de nuevos
caracteres y, por lo tanto, de otras especies.
Lentamente, por selección, la especie se va
transformando; en determinados periodos, y bajo
la influencia de circunstancias particulares,
pueden aparecer no sólo variaciones individuales,
sino también formas nuevas, que difieren de los
seres progenitores por unos caracteres
constantes y transmisibles. Tal aparición es
motivada no por evoluciones de tipo darwiniano,
sino por mutaciones.

8. Teoría sintética
 Nuevo paradigma neodarwiniano
 Consiste en la nueva síntesis entre
seleccionismo darwiniano y mutacionismo
genético
 La ley biogenética cayó en descrédito
 Ruptura entre evolución y desarrollo
embrionario

9. Críticas a la ortodoxia
neodarwinista: precursores del
evo-devo
 Richard Goldschmidt: no creía que la
acumulación de pequeñas mutaciones
pudieran generar la biodiversidad.
 el motor de la evolución son “cambios
heredables en el desarrollo”, explicables por
“macromutaciones”, reordenaciones
cromosómicas o mutaciones en genes clave.

10. Críticas a la ortodoxia
neodarwinista: precursores del
evo-devo
 Conrad H. Waddington: El desarrollo puede
representarse como un pasaje epigenético,
formado por valles y crestas, por el que
desciende una bolita. El desarrollo quedaría
canalizado por el fondo de los valles.
 Se toleran las pequeñas variaciones de la
trayectoria (la bolita se reconduce al fondo de
los valles), pero si las variaciones se producen
en la división de 2 valles, el resultado es
inesperado.
 Aún no se conocía el control genético del
desarrollo

11. Antecedente del evo-devo
 Stephen Gay Gould y Niles Eldredge, en los
años 70: Modelos de los equilibrios
interrumpidos.
 El registro fósil muestra linajes muy poco
variables a lo largo del tiempo, con episodios
bruscos de aparición de nuevos linajes. No
coincide con la acumulación de pequeñas
variaciones.

12. Epigenética
 En genética del desarrollo, es los mecanismos
de regulación genética que no implican
cambios en la secuencia de ADN.

13. Genética del desarrollo
 La estructura molecular interna de los cromosomas se ha
dividido en 3 capas:
 1. Genes codificadores de proteínas: que son los que
conocemos como los únicos depósitos de la herencia.
 2. Genes no codificadores: cumplen una función
destacada, pues a la par que las histonas, las señales
químicas unidas al ADN forman la cromatina. Estos genes
resultan importantes para la herencia y el desarrollo de las
enfermedades y dan lugar a ARN activos; mismos que
alteran el comportamiento de los genes codificadores.
 3. Capa epigenética de la información: resulta crucial para
el desarrollo, el crecimiento, el envejecimiento y el cáncer. No
altera la secuencia de ADN aunque influye en su expresión.
Los mecanismos epigenéticos pueden integrar señales
genómicas y ambientales para controlar el desarrollo de un
fenotipo particular, por lo que están íntimamente ligados con
la plasticidad fenotípica y la salud.3

14. Objetivos del evo-devo
 Su objetivo fundamental es el de establecer
las bases genéticas de las grandes
innovaciones evolutivas o, dicho de otra
forma, relacionar los cambios que se localizan
en el origen de los grandes grupos con
cambios en patrones espaciales o temporales
de expresión de los genes relevantes para el
desarrollo.

15. Genes implicados en las primeras
fases del desarrollo
 El número de dichos genes es increíblemente
reducido, y las homologías entre genes de
diferentes organismos eran muy frecuentes.

16. Ejemplo: genes del complejo
Hox
 Organizan el eje anteroposterior de todos los
animales bilaterales

17. Ejemplo: el gen Pax-6
 Dirige la formación de los ojos en mamíferos,
insectos y cefalópodos aunque los ojos
resulten completamente diferentes.

18. Otros ejemplos:
 Los genes que determinan el eje dorsoventral
de vertebrados y Drosophila son los mismos,
aunque estén invertidos (nuestro vientre
corresponde al dorso de estas moscas, y
viceversa).
 La organización del ala de Drosophila cuenta
con los mismos genes que organizan el
miembro par de tetrápodos

19. Co-opción o reclutamiento
genético
 Determinados sistemas de señalización
aparecen una y otra vez, organizando
procesos de desarrollo muy diferentes entre
sí.

20. Ejemplo: Las proteínas
morfogenéticas del hueso
Estas señalizaciones proteícas participan en:
 en la morfogénesis del hueso;
 en la determinación del área ventral de los
vertebrados;
 La determinación del área dorsal del tubo
nervioso;
 En el origen de la cresta neural.

21. Más ejemplos de asociación entre diversidad
morfológica y variaciones de genes del
desarrollo:
 el hecho de que los dípteros tengan dos alas en lugar
de las cuatro habituales en insectos se debe a la
actividad de un solo gen, Ultrabithorax, que reprime
genes responsables de la morfogénesis del segundo
par de alas.
 La ausencia de patas anteriores en serpientes se
debe a que el área de expresión de los
genes HoxC6 y HoxC8 se ha extendido hacia delante.
 Por otro lado, la formación de los dedos en tetrápodos
se asocia a la aparición de un nuevo dominio distal de
expresión de HoxD11 y HoxD13, responsables de la
formación de ejes de condrificación en la aleta de los
peces.

25. Conclusiones
 La ingente diversidad morfológica de los
animales está generada por un número muy
reducido de sistemas de genes. Esto lleva al
concepto de «caja de herramientas genética»,
el recurso reiterado a dichos sistemas
genéticos para la construcción del cuerpo del
animal. Pero esto implica que pequeñas
variaciones en estos sistemas pueden ser
origen de importantes novedades
morfológicas.

26. Con relación a la teoría
sintética
 Es importante señalar que la Evo-Devo no refuta
en modo alguno el neodarwinismo, sino que lo
completa en el marco de una teoría evolutiva
mucho más comprehensiva.
 Para entender esto es útil distinguir entre
microevolución y macroevolución. El primer
proceso, basado en mecanismos neodarwinistas
de mutación y selección, sería gradual y estaría
implicado en el ajuste fino de los organismos a su
medio ambiente. La macroevolución, en cambio,
consistiría sobre todo en innovaciones evolutivas
generadas a partir de cambios en los genes
reguladores del desarrollo.