Belege aus der Entwicklungsbiologie

• Bei Lebewesen, beispielsweise Bartwalen, treten in der Embryonalentwicklung vorübergehend Merkmale auf, die als Reste ihrer evolutionären Vergangenheit gedeutet werden können. Bartwale beispielsweise besitzen im Embryonalstadium Zahnanlagen, obwohl sie statt Zähnen Barte besitzen.
• Die Chorda ist ein hohler, knorpeliger Stützstab, der sich im Rückenbereich relativ urtümlicher Wirbeltiere befindet, die noch keine Wirbelsäule besitzen. Diese Chorda wird auch bei fast allen höheren Wirbeltiere embryonal angelegt, obwohl sich bei ihnen die Stützfunktion erübrigt.
• Der Zoologe Ernst Haeckel formulierte 1866 das Biogenetische Grundgesetz. Es besagt, dass die Individualentwicklung, Ontogenese genannt, eine unvollständige und schnelle Rekapitulation der Stammesentwicklung, die Phylogenese, ist.
• Heute beschäftigt sich eine relativ junge Forschungsrichtung, die evolutionäre Entwicklungsbiologie, mit dem Zusammenhang zwischen der Individualentwicklung und der Stammesgeschichte.
• Eine zentrale Hypothese der evolutionären Entwicklungsbiologie ist, dass die Evolution weniger auf dem Erwerb neuer Gene, sondern viel mehr auf einer neuartigen Nutzung vorhandener Gene beruht. Demnach sollen auch Veränderungen, die die Genregulation betreffen, am evolutionären Wandel beteiligt sein.
• Bei der Entwicklung der Sequenzierung des Genoms hat man festgestellt, dass viele Gene sehr unterschiedlicher Arten und systematischer Gruppen sehr ähnliche Basensequenzen besitzen.
• Im Laufe der Stammesgeschichte wurden mehrfach einzelne Gene, Gen-Cluster und auch ganze Genomen verdoppelt.
• Ein Beispiel für die Basensequenzen, die in Genen verschiedener Arten und systematischen Gruppen gefunden wurde, sind die Homöobox-Gene. Sie liegen in Gruppen, Clustern, zusammen und sind Entwicklungskontrollgene, die für Transkriptionsfaktoren codieren, mit denen Gene an- oder abgeschalten werden.
• Die Expression der Homöobox-Gene verläuft nach einem genauen Muster. Durch die Konzentration ihrer Genprodukte wird schon in frühen Embryonalstadien festgelegt, zu welchen Organen und Extremitäten sich die Zellen in bestimmten Segmenten entlang der Körperachse entwickeln.
• Die weitgehend identischen Basensequenzen der Homöobox-Genen, ihre Lage und das ähnliche Expressionsmuster bei den verschiedenen Tierarten und systematischen Gruppen belegen, dass sie homolog sind.
• Mutationen, die das Expressionsmuster der Homöobox-Genen beeinflussten, führten vermutlich zu Veränderungen in deren Bauplänen.
• Die Entwicklung der Lebewesen verläuft zunächst nach dem gleichen, ursprünglichen Muster. Dabei werden stammesgeschichtlich alte Gene aktiviert, sodass vorübergehend Merkmale aus der Embryonalentwicklung gemeinsamer Vorfahren auftreten.