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La biologia evolutiva dello sviluppo è un campo di ricerca biologica che mette a confronto i processi evolutivi di diversi organismi per dedurre le relazioni ancestrali tra loro e il modo in cui questi processi sono evoluti.

Il campo è cresciuto dagli inizi del XIX secolo, dove l'Embriologia ha affrontato un mistero: gli zoologi non sapevano come lo sviluppo embrionale fosse controllato a livello molecolare. Charles Darwin notò che avere embrioni simili implicavano una discendenza comune, ma pochi progressi furono compiuti fino agli anni '70. La tecnologia del DNA ricombinante alla fine portò l'Embriologia a collegarsi alla Genetica molecolare. Una scoperta chiave è stata quella dei geni omeotici che regolano lo sviluppo in una vasta gamma di eucarioti.

Il campo è caratterizzato da alcuni concetti chiave, che hanno colto di sorpresa i biologi evoluzionisti. Uno è l'Omologia profonda, la scoperta che organi dissimili come gli occhi di insetti, vertebrati e molluschi cefalopodi, da lungo tempo pensati per essersi evoluti separatamente, sono controllati da geni simili come pax-6, dal toolkit del gene evo-devo. Questi geni sono antichi, essendo fortemente conservati tra i phyla; generano gli schemi nel tempo e nello spazio che modellano l'embrione e, infine, formano il piano corporeo dell'organismo. Un altro è che le specie non differiscono molto nei loro geni strutturali, come quelli che codificano gli enzimi; ciò che differisce è il modo in cui l'espressione genica è regolata dai geni del toolkit. Questi geni sono riutilizzati, immutati, molte volte in diverse parti dell'embrione e in diversi stadi di sviluppo, formando una cascata complessa di controllo, attivando e disattivando altri geni regolatori e geni strutturali in uno schema preciso. Questo riutilizzo multiplo pleiotropico spiega perché questi geni sono così conservati, poiché ogni cambiamento avrebbe molte conseguenze avverse a cui la selezione naturale si opporrebbe.

Nuove caratteristiche morfologiche e, in definitiva nuove specie, sono prodotte da variazioni nel toolkit, sia quando i geni sono espressi in un nuovo modello, o quando i geni del toolkit acquisiscono funzioni aggiuntive. Un'altra possibilità è la teoria neo-lamarckiana secondo cui i cambiamenti epigenetici sono successivamente consolidati a livello genico, qualcosa che potrebbe essere stato importante nelle prime fasi della storia della vita multicellulare.