Evolution Evolving: The Developmental Origins of Adaptation and Biodiversity
发育过程在进化中所起核心作用的新解释
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https://press.princeton.edu/books/hardcover/9780691262413/evolution-evolving
关于本书
一种新的科学观点正在逐步形成,它挑战并扩展了我们对进化机制的理解。最新研究表明,不同生物在进化效率方面存在很大差异。每个生物如何适应和多样化,关键在于其运作的机制细节——包括其发育、生理和行为。这是因为进化过程本身随着时间的推移而演变,并且仍在持续演变。科学界对进化的理解也在在不断发展,并催生了一些解释进化变化的突破性新方法。在本书中,一群顶尖生物学家结合了进化遗传学和进化发育生物学(evo-devo)的最新发现,以及来自表观遗传学、共生和遗传研究的新见解,深入探讨了发育过程在进化中所扮演的核心角色。
本书以通俗易懂的风格撰写,并结合了引人入胜的自然史实例,展示了超越传统基因传递与自然选择理论的最新科学发现。尽管不削弱自然选择和其他达尔文基础的重要性,这些新的发育学见解表明,所有生物都具有其独特的进化机制。作者们主张,进化生物学家需要考虑发育现象,以便提出更好地解释适应性和生物多样性的理论。本书提供了对适应性进化的新视角。
总结
书名 Evolution Evolving 可以从两个方面理解。第一个方面体现了进化过程本身随着时间的推移而演变,并且直到今天仍在不断演变。这意味着每种生物的进化方式在很大程度上取决于该生物的运行方式,以及这些特性所提供的进化机制。
“进化过程本身随着时间的推移而演变,并且直到今天仍在不断演变。”
在不削弱自然选择和其他达尔文理论基础的重要性的前提下,当代进化科学中出现了一种新的理解,例如酵母、橡树和人类可能以不同的方式进化;实际上,所有生物都具有其自身特有的一组进化机制,这些机制依赖于其发育方式。
第二种解读是从第一种解读中引申出来的。进化论本身也在演变,这不仅是通过新数据和技术的逐步积累,还可能在更根本的层面上进行演变,伴随着一种新的解释进化变化的方式的出现。这是本书中我们探讨的第二个关键思想。新的数据需要新的思维方式,即将发育过程置于进化解释中比以往更核心的位置。
“进化理论本身也在演变,这不仅是通过新数据和技术的逐步积累,还可能在更根本的层面上进行演变,伴随着一种新的解释进化变化的方式的出现。”
我们书名的两种解读的共同点——也是我们在本书中所捍卫的主要论点——是发育过程不仅仅对选择施加约束,它们还帮助解释了适应性进化。
目录
Table of contents
Part 1: Introduction – why consider development?
1. Nothing in biology makes sense… anymore
Presents some striking new data that are challenging traditional understanding of heredity and evolution, including epigenetic and cultural inheritance
2. Rodents’ teeth and raptors’ toes
Uses a case study to show how a developmental perspective can enhance evolutionary explanation
3. How the turtle got its shell
Explains why genes and natural selection became central to evolutionary biology and why developmental processes remain less central
4. Understanding the debates
Not only do the traits of a given organism differ in their propensities to evolve, but organisms may themselves differ greatly in how effectively they are able to generate and find adaptive solutions.
Part 2: How development works
5. Opening the black box
Summarizes what evolutionists ‘need to know’ about development.
6. Five general principles of development
Presents five general principles of development relevant to evolution: development is modular, epigenetic, constructive, interchangeable with respect to genetic and environmental inputs, and prone to generate biased phenotypic variation
Part 3. The developmental bases of evolutionary processes
Chapter 7. Developmental bias
Explains how developmental mechanisms bias the phenotypic variation available to natural selection, creating admissible pathways along which selection can act.
Chapter 8. Plasticity-led evolution
Describes how developmental plasticity can lead genetic evolution, and when this will happen.
Chapter 9. The causes of selection
Explains how developmental processes, including plasticity and niche construction, create associations between traits and fitness, and thereby influence the dynamics of adaptive evolution.
Chapter 10. Inheritance beyond the gene
Summarizes and explains the significance of recent data demonstrating extra-genetic inheritance, including parental effects, epigenetic inheritance, the inherited microbiome and animal culture.
Part 4. Implications of the developmental perspective
Chapter 11. Novelty and innovation
Describes how developmental processes help account for evolutionary novelty and innovation.
Chapter 12. The developmental origins of evolvability
Discusses how the evolutionary process itself evolves and may have become more efficient with time, and how variation in the ability to respond to selection is partly explained by differences in the developmental mechanisms of organisms.
Chapter 13. Human evolvability
Explains how developmental bias, plasticity, niche construction and extra-genetic (particularly cultural) inheritance have played critical roles in human evolution and adaptation.
Chapter 14. The structure of evolutionary theory
Summarizes the arguments in the book, and points to exciting new opportunities that arise if researchers embrace a developmental perspective.
Notes
References
本书作者
凯文·N·拉拉(Kevin N. Lala)是圣安德鲁斯大学行为与进化生物学教授,著有《达尔文未完成的交响曲:文化如何塑造人类心智》(普林斯顿大学出版社)及其他书籍。
托比亚斯·乌勒(Tobias Uller)是瑞典隆德大学的进化生物学教授,合编有《进化因果关系:生物学与哲学反思》和《生物学家的科学哲学》。
娜塔莉·费纳(Nathalie Feiner)是德国普隆马克斯·普朗克进化生物学研究所的丽泽·迈特纳研究组组长,并隶属于隆德大学。
马库斯·W·费尔德曼(Marcus W. Feldman)是斯坦福大学伯内特·C·和米尔德里德·芬利·沃尔福德生物科学教授,著有《生态位构建:进化中被忽视的过程》(普林斯顿大学出版社)及其他书籍。
斯科特·F·吉尔伯特(Scott F. Gilbert)是斯沃斯莫尔学院的霍华德·A·施奈德曼生物学荣休教授、赫尔辛基大学芬兰杰出教授荣休,并著有广泛使用的教材《发育生物学》。
评价
“ Kevin N. Lala及其同事们通过收集汇总从粪甲虫和虎鲸到狐狸和人类的丰富见解,开始对20世纪进化生物学奠基者构建的舒适理论大厦进行重大改造。通过考虑多种遗传系统(如表观遗传、文化和微生物遗传)、可塑性、发育偏倚和生态位构建对进化理论核心的影响,他们有效地抬高了屋顶,推倒了墙壁,挖掘了基础,旨在构建一个更适合理解21世纪‘无穷尽的美丽与奇妙形式’的理论结构。这是一本引人入胜的读物,对于那些好奇于如何将所有新发现融入达尔文的宏伟理论中,它是一次启发性的探索。”——《我们的成功之秘》作者约瑟夫·亨里希
“只有当我们扩展视角,将分子、发育和进化的见解结合起来,我们才能全面理解并欣赏新奇事物如何产生,以及反馈和相互作用如何与选择一起塑造生物世界。本书通过精彩的例子贯穿始终,是一本写得优美且图文并茂的指南,帮助读者更好地解读和欣赏这些相互作用。”——不列颠哥伦比亚大学-莎拉·奥托
Evolution Evolving 是对进化理论的一个引人入胜且独特的扩展,突出了胚胎发育过程和创新起源的作用。书中充满了许多动人的例子和引人入胜的故事,但作者毫不含糊地表明,他们的严肃目的是展示细胞和发育机制在物种起源的激动人心的故事中应当占据核心地位。一本精彩的巨著!”——《生命的可能性:解决达尔文困境》的合著者马克·柯施纳
“这本书在进化思想不断发展的旅程中是一个路标,尽管并非每个人都会认同其指引的方向。只有通过坦率而开放的讨论,最终才能实现对进化知识的重新‘综合’。为此,这本书将成为一个重要的参考点。”——《同源性、基因与进化创新》作者贡特·P·瓦格纳
“这本书以优美的语言和丰富的例子呈现了一个易于理解的叙述,为现代进化理论铺设了舞台并讲述了其发展历程。该书汇集了多种理论框架和方法,以发育生物学为中心,辅以大量的实例、严谨的理论论证,并诚恳地邀请大家共同思考。”——普林斯顿大学-阿古斯丁·富恩特斯
“这是一部深思熟虑、有趣且信息丰富的作品,概述了当代进化生物学中的主要主题和研究领域。尽管本书中所述的一些观点颇具争议(我常常发现自己与作者的观点不一致!),我仍然会推荐给那些希望更好地理解‘扩展进化综合论’核心思想的人。”——新南威尔士大学-罗素·邦杜里安斯基