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La biologie évolutive du développement souvent nommée évo-dévo (en anglais evo-devo pour Evolutionary Developmental Biology) est un champ disciplinaire en biologie de l'évolution qui a pour objectif de comprendre l'origine de la complexité morphologique des organismes (plantes ou animaux) à travers l'étude comparée des gènes qui régulent leur développement[1]. À l'intersection de la génomique, de la phylogénie moléculaire, de l'embryologie comparée, de la paléontologie et de la génétique du développement, l'évo-dévo est l'un des courants les plus dynamiques en biologie de l'évolution au début du XXIe siècle[2].
Cette discipline consiste à retracer l’évolution du développement des organismes. Elle permet de comparer les processus développementaux des espèces et d’observer les liens phylogénétiques mis en place entre elles. En étudiant l’origine et l’évolution du développement embryonnaire, elle permet de comprendre comment les changements dans les processus développementaux rendent possibles l'apparition de nouveaux caractères ou de nouvelles structures à partir de gènes déjà existants. L'évo-dévo montre donc comment l’évolution peut altérer certains mécanismes biologiques et ainsi créer des nouveautés chez les espèces. De plus, l'homoplasie et l’homologie sont deux concepts importants qui permettent de retracer les liens entre les espèces en comparant l’apparition et la disparition de certains caractères chez leurs ancêtres communs.
La biologie évolutive du développement permet aussi de comprendre le rôle de la plasticité, c’est-à-dire l’influence qu'a l'environnement sur ces changements.
Grâce à l'étude de l'évo-dévo, il est possible d'avoir une meilleure compréhension des gènes chez différentes espèces et des mutations qui les affectent et d'observer l'impact de leur développement et de l'évolution en général. En observant notamment comment se développe l'Humain, de l'embryon à l'adulte, il est par exemple plus facile de comprendre comment les mutations et donc des maladies congénitales se développent et affectent notre santé.
Cette discipline est née dans les dernières décennies du XXe siècle mais elle s'inscrit dans la continuité de l'embryologie comparative fondée au XIXe siècle.
Des transformations peuvent être appliquées à la forme d’une espèce (Figure 1 : des crocodiles) pour donner la forme d’autres espèces à l’intérieur d’un même groupe[8]. Les individus pris ici sont sous forme adulte. Les changements que l’on observe, sont dus à des changements tardifs dans l’ontogénie, lorsque la croissance allométrique est prépondérante. Thompson mit en avant le fait que les changements dans le développement au cours de l’évolution ne sont pas effectués par morceaux, dans le sens où chaque caractéristique de l’animal aurait évolué séparément, mais plutôt qu'ils sont coordonnés au sein de l’organisme.
Il étudie l’embryologie expérimentale, comparative, descriptive et enfin évolutionnaire[9]. Notion centrale dans son œuvre Embryologie et Évolution (1930), l’hétérochronie tient d’après lui, un rôle prédominant dans l’évolution morphologique[9]. Définie comme un changement dans le timing des évènements développementaux, la notion est attribuée à Ernst Haeckel.
Selon Goldschmidt, l'évolution des espèces pourrait se produire par « saut », du passage d'une forme à une autre très différente et ce grâce à de petites mutations des gènes. Son travail sur les mutants homéotiques chez les Drosophila melanogaster influença certainement sa théorie. Chez les mutants homéotiques, une structure correcte apparaît à la mauvaise place: sur la figue 2, on peut observer le cas de la mutation antennapedia : présence d'une paire de patte à la place des antennes. Les études de Goldschmidt portaient surtout sur les mutant bithorax : le troisième segment thoracique devient une répétition du second, et les haltères sont remplacés par des ailes. Cependant, les mutants homéotiques connus de Drosophila melanogaster ne sont pas viables en comparaison du phénotype sauvage et le modèle de Goldschmidt n'est pas accepté aujourd'hui.
Il illustra son principe de canalisation[10] par le schéma d’un paysage épigénétique : dans la figure 3, les différents parcours de développement possibles d’une cellule (balle) sont représentés sous la forme d’un paysage dont les reliefs sont commandés par des gènes et leurs systèmes épigénétiques. C’est le même principe qui est soutenu par Waddington quant au développement d’un organisme d’une espèce données : (au départ) un embryon va évoluer en étant soumis à l’influence de l’environnement et des gènes jusqu’à un stade adulte (l’arrivée). Le degré de stabilité de la trajectoire est donné par la profondeur de la gouttière, par le degré de canalisation. La canalisation est une appréciation de la capacité de produire un phénotype constant en étant soumis à des effets environnementaux et/ou génétique et met en évidence la résistance des systèmes développementaux. Lorsque la perturbation est trop importante, une autre vallée est empruntée, on observe un changement de patron (repatterning). Waddington est aussi à l’origine de la découverte du processus d’assimilation génétique : un stimulus environnemental qui induit un phénotype particulier peut être remplacé par un facteur génétique[11].
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