Reconstructing Evolution

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出版者:Oxford University Press, USA
作者:Gascuel, Olivier (EDT)/ Steel, Mike (EDT)
出品人:
页数:352
译者:
出版时间:2007-08-23
价格:USD 99.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780199208227
丛书系列:
图书标签:
  • Evolutionary Biology
  • Phylogenetics
  • Molecular Evolution
  • Evolutionary Reconstruction
  • Systematics
  • Computational Phylogenetics
  • Genome Evolution
  • Evolutionary History
  • Bioinformatics
  • Paleoevolution
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具体描述

Evolution is a complex process, acting at multiple scales, from DNA sequences and proteins to populations of species. Understanding and reconstructing evolution is of major importance in numerous subfields of biology. For example, phylogenetics and sequence evolution is central to comparative genomics, attempts to decipher genomes, and molecular epidemiology. Phylogenetics is also the focal point of large-scale international biodiversity assessment initiatives such as the 'Tree of Life' project, which aims to build the evolutionary tree for all extant species. Since the pioneering work in phylogenetics in the 1960s, models have become increasingly sophisticated to account for the inherent complexity of evolution. They rely heavily on mathematics and aim at modelling and analyzing biological phenomena such as horizontal gene transfer, heterogeneity of mutation, and speciation and extinction processes. This book presents these recent models, their biological relevance, their mathematical basis, their properties, and the algorithms to infer them from data. A number of subfields from mathematics and computer science are involved: combinatorics, graph theory, stringology, probabilistic and Markov models, information theory, statistical inference, Monte Carlo methods, continuous and discrete algorithmics. This book arises from the Mathematics of Evolution & Phylogenetics meeting at the Mathematical Institute Henri Poincare, Paris, in June 2005 and is based on the outstanding state-of-the-art reports presented by the conference speakers. Ten chapters - based around five themes - provide a detailed overview of key topics, from the underlying concepts to the latest results, some of which are at the forefront of current research.

《古生物学新视野:探寻生命演化的深层机制》 内容简介 本书深入探讨了生命演化领域的最新研究进展与前沿理论,旨在为古生物学、演化生物学及相关交叉学科的研究者和爱好者提供一个全面、深入且富有启发性的视角。全书结构严谨,内容翔实,不仅梳理了经典理论的最新修正与应用,更着重介绍了近年来在分子生物学、基因组学、形态测量学和地球化学等领域取得的突破性成果,及其对我们理解生命起源、多样性爆发和灭绝事件的深远影响。 第一部分:演化理论的基石与重构 本部分首先回顾了现代演化生物学的核心框架,包括自然选择、遗传漂变、基因流等基本机制。然而,不同于传统的叙述方式,本书侧重于对这些机制在宏观时间尺度上作用方式的批判性审视。 中性演化理论的修正与应用: 详细分析了分子水平上的中性演化理论(Neutral Theory)在解析基因组复杂性中的作用,特别是对“非适应性”突变负载的评估。探讨了在不同生态位和选择压力下,适应性演化与中性漂变在塑造物种分化中的相对贡献比例。 演化发展的整合(Evo-Devo): 重点阐述了发育生物学知识如何反哺演化理论。通过对同源异形基因(Hox genes)家族的调控网络分析,揭示了形态创新(Morphological Innovation)的潜在分子基础。深入讨论了“可塑性优先”(Plasticity First)假说,即环境诱导的可塑性如何在长期的演化压力下,通过基因化(genetic assimilation)过程被固定为新的遗传性状。 表观遗传学与软性遗传: 引入表观遗传标记(如DNA甲基化和组蛋白修饰)在跨代信息传递中的角色,讨论了这些非DNA序列的改变如何影响表观遗传的稳定性和可逆性,从而为快速环境适应提供机制。这部分挑战了传统的“基因决定论”,强调了基因型-表现型关系动态化的重要性。 第二部分:化石记录的深度解析与时间尺度 本部分聚焦于如何利用化石记录这一最直接的证据,结合先进的年代测定技术,重建生命历史的时间轴和事件序列。 高精度年代测定技术的发展: 详细介绍了氩-氩测年法(Ar-Ar dating)的改进,以及在沉积学和火山灰层中的应用,如何将地质时间尺度精确到千年级别。同时,讨论了辐射性同位素测年(如铀铅测年)在更古老岩石中的应用及其不确定性管理。 生物事件与地质事件的耦合: 运用多学科交叉证据,重建了几个关键的演化转折点。例如,对“寒武纪生命大爆发”的重新评估,不再仅仅关注于形态的突然出现,而是结合了早期动物化石的微观结构分析和海洋地球化学指标(如硫、碳同位素)的波动,来探究氧气浓度和营养盐循环对早期动物辐射的影响。 古种群动态学建模: 引入了基于化石稀释率(rarity rate)和系统发育学(phylogeny)的统计模型,用于估算古代物种的实际存活时间、灭绝速率和地理分布的动态变化。这部分强调了从化石的“缺席”中推断信息的科学方法论。 第三部分:分子系统发育学与宏演化模式 本书的这一核心部分,将分子数据与形态学数据整合,构建更加精细的生命树,并检验宏观尺度的演化假设。 基于全基因组数据的系统发育重建: 详细阐述了从数以千计的基因位点构建系统发育树(Phylogenetic Tree)的方法,特别是如何处理高通量测序带来的海量数据,以及如何解决基因树与物种树之间的不一致性问题(如基因水平转移)。 收敛演化与趋同演化: 深入分析了在不同谱系中独立演化出相似功能或形态的案例。通过比较基因组学(Comparative Genomics),识别出在不同动物门中,负责独立演化出特定性状(如视觉、飞行能力)的同源基因家族的分子基础,探讨了演化路径的约束条件。 性状演化速率与生物多样性: 运用分支速率分析(Speciation Rate Analysis)模型,量化了不同生物类群(如被子植物、哺乳动物)的性状演化速率与其当前多样性水平之间的关系。探讨了“演化创新”(Evolutionary Novelty)如何打破生态平衡,引发长期的多样性爆发。 第四部分:大规模灭绝事件的生态与地质驱动力 最后一部分聚焦于地球生命史上灾难性的转折点,分析了环境剧变如何重塑生物圈结构。 “大五次”灭绝事件的精细重构: 对每一次主要灭绝事件(如二叠纪-三叠纪之交、白垩纪-古近纪之交)的驱动因素进行了细致的分类讨论。这不仅包括了撞击事件的直接影响,更侧重于由火山活动、海洋缺氧事件(Ocean Anoxic Events, OAEs)以及长期气候变化共同作用下的生态系统崩溃过程。 极端环境下的生物适应与幸存者偏差: 分析了在灭绝事件后幸存下来的类群所共有的生物学特征,例如代谢灵活性、体型大小、繁殖策略等。讨论了这些“幸存者偏差”如何影响我们今天对过去生命多样性的认知,以及如何重建灭绝后生态系统的恢复过程(Ecological Recovery)。 未来视角:人类世的演化影响: 将历史观察延伸至当下,讨论了人类活动对当前生物多样性的影响,并以地质学家的视角,探讨了当前生物多样性丧失的速率与过去大规模灭绝事件的对比,为理解当前地球系统的演化状态提供了历史参照系。 本书力求以跨学科的综合视角,展现生命演化研究的广度与深度,激发读者对生命历史深层机制的探究热情。它不仅仅是对已知事实的总结,更是对未来研究方向的深刻展望。

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读后感

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用户评价

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这本书的封面设计简直让人眼前一亮,那种古朴的色调与现代感十足的字体排版,瞬间就抓住了我的注意力。当我翻开第一页时,那种扑面而来的学术气息并没有让我感到枯燥,反而被作者精心的结构布局所吸引。整本书的逻辑脉络清晰得像是精密的外科手术刀,层层递进,毫不拖泥带水。我特别欣赏作者在阐述复杂概念时所采用的类比和插图,它们就像是黑暗中的火把,照亮了那些原本晦涩难懂的理论前沿。读完前几章,我感觉自己像是站在了一个高耸的瞭望塔上,对整个研究领域有了一个宏观而立体的认知。作者对细节的考究令人叹服,每一个引用的数据、每一个实验的设计,都仿佛经过了无数次的锤炼与打磨,展现出一种近乎偏执的严谨性。这绝非一本可以随便翻阅的消遣读物,它更像是一份需要全神贯注去消化的珍贵食粮,每次深入阅读,都能挖掘出新的层次和更深远的洞见。它成功地架起了一座坚实的桥梁,连接了晦涩的理论与生动的案例,让那些原本高高在上的科学概念变得触手可及,这在同类书籍中是极为罕见的成就。

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这本书的阅读体验简直就像是跟随一位经验极其丰富的向导,深入一片人迹罕至的知识密林。作者的叙事风格极其个人化,充满了强烈的思考痕迹和时不时的幽默感,这让原本可能沉重的学术探讨变得异常亲切和引人入胜。我常常在阅读时会忍不住停下来,反思自己过去对某些既定观念的固有看法,这本书仿佛有种魔力,能温和地、但又坚定地挑战读者的思维定势。尤其是在探讨理论演变的关键节点时,作者没有简单地陈述“是什么”,而是深入剖析了“为什么会是这样”,那种对历史进程和思想流动的细腻捕捉,堪称一绝。它的章节过渡设计得极其巧妙,从一个看似松散的议题,自然而然地延伸到下一个更宏大的主题,读起来丝毫没有断裂感,就像听一场精彩的辩论会,充满了智慧的火花。这种行云流水的叙事,极大地降低了理解门槛,使得像我这样并非专业出身的读者,也能跟上作者的思辨步伐,而不至于迷失在专业术语的迷宫里。

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从装帧工艺上来说,这本书的用心程度令人赞叹。硬壳精装的质感,拿在手里沉甸甸的,赋予了它一种经得起时间考验的厚重感。内页纸张的选择也相当考究,纹理细腻,墨色印刷清晰锐利,即便是对排版要求极为苛刻的读者,也会对它的物理形态感到满意。这让我有种想要将它珍藏于书架,时不时取出来翻阅的冲动,而非仅仅将其视为一种可以快速消费的信息载体。此外,书脊的设计也颇具匠心,即使不将书完全摊开,也能清楚辨认出书名和作者,便于在书海中快速定位。这种对产品细节的极致追求,无疑是对内容本身价值的最好衬托,它传递出一个明确的信息:这是一部值得被认真对待和长期保存的作品,它对读者的尊重,也体现在了这本书的每一个物理层面。

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这本书的力度在于它对“不确定性”的坦诚处理。很多同类书籍倾向于描绘一个完美、线性的发展轨迹,但这本书却毫不避讳地揭示了科学发展过程中所经历的弯路、争论和被搁置的观点。这种对知识构建过程的真实还原,让读者对科学的认知更加立体和成熟,它告诉我们,真理的形成是一个充满泥泞和反复修正的过程,而不是一个从天而降的完美答案。作者在关键论点上所表现出的批判性思维,令人耳目一新,他敢于挑战那些被奉为圭臬的理论框架,并用扎实的数据和严密的逻辑去审视它们是否依然适用。这种勇于“颠覆”的勇气,使得全书的论述充满了张力和活力,它不是在重复历史,而是在重新审视历史并试图超越它。读完后,我的感觉不是“我知道了什么”,而是“我应该如何去质疑我所知道的一切”,这才是真正有价值的学术贡献。

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我不得不说,这本书的参考文献部分的处理方式,展现了作者极高的学术素养和对知识尊重的态度。它不像有些著作那样,只是简单地罗列一堆书名和期刊号,而是将关键的引用嵌入到正文中,并通过脚注或尾注的形式提供更深入的背景介绍。这使得读者在进行深度研究时,可以非常便捷地追溯到最初的思想源头,极大地提升了研究效率。全书的排版也值得称赞,字号、行距和页边距的搭配,充分考虑了长时间阅读的舒适性,长时间阅读下来眼睛也不会感到过于疲劳,这对于一本厚重的专著来说,是相当人性化的设计。更让我惊喜的是,书中穿插的一些历史文献的摘录片段,它们仿佛是时光胶囊,将我们带回了理论诞生的那一刻,让我们真切地感受到先驱者的挣扎与灵感闪现,这种沉浸式的体验是任何电子资料所无法比拟的。它不仅仅是在传递信息,更是在传承一种探索真理的精神。

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