Advances in Developmental Biology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Mlodzik, Marek (EDT)

出品人:

页数:172

译者:

出版时间:

价格:149.95

装帧:HRD

isbn号码:9780444518453

丛书系列:

图书标签:

• Developmental Biology
• Embryology
• Genetics
• Molecular Biology
• Cell Biology
• Growth
• Differentiation
• Evolutionary Developmental Biology
• Model Organisms
• Biological Research

《演化生物学前沿探究：从基因到生态系统的视角》 内容提要 本书旨在为生物学研究者、研究生以及对生命科学前沿领域抱有浓厚兴趣的读者，提供一个全面而深入的视角，审视当代演化生物学研究的最新进展、核心理论框架及其跨学科的应用。我们聚焦于将传统的演化思想与分子生物学、发育生物学（不涉及具体内容，仅作为研究背景）、生态学、基因组学以及计算生物学等多个领域进行深度融合的创新性研究路径。全书结构清晰，逻辑严密，力求展现演化过程在不同尺度上所展现出的复杂性和精妙性。 第一部分：分子与基因组尺度的演化动力学 第一章：新基因的起源与功能获得 本章深入探讨了新基因如何在基因组内产生，以及这些新元件如何为生物体带来新的适应性潜力。我们将详细考察基因重复（Gene Duplication）作为主要的创新来源，分析其后的命运——从非功能化到新功能获得（Neofunctionalization）和分工化（Subfunctionalization）。特别关注侧翼转录（Transcriptional Readthrough）和内含子驱动的基因产生等非经典途径。 我们运用比较基因组学的工具，展示如何识别和追踪这些新基因的演化轨迹。讨论的核心在于，这些新生的分子实体如何通过改变蛋白质结构或调控网络，驱动关键性状的演化，例如物种间的生化适应性差异。 第二章：调控元件的演化与表型可塑性 现代演化生物学越来越认识到，表型变异的主体往往源于顺式调控元件（Cis-regulatory elements, CREs）的改变，而非蛋白质编码序列的根本性突变。本章系统梳理了增强子（Enhancers）、沉默子（Silencers）及启动子区域的结构变异（如插入、缺失和重复）对基因表达谱的影响。 重点分析谱系特异性调控（Lineage-Specific Regulation）的机制，探讨在不同生物类群中，调控网络的重组如何快速产生显著的形态学或生理学差异。此外，我们引入了表型可塑性的概念，探讨调控网络的演化如何使生物体在面对环境压力时，能够快速调整自身表型，并讨论这种可塑性本身是否能被自然选择所塑造。 第三章：非随机遗传过程与表观遗传学演化 超越传统的孟德尔遗传模型，本章探讨了表观遗传修饰（如DNA甲基化、组蛋白修饰）在代际间传递的演化意义。我们审视了表观遗传的刻板性（Epigenetic Rigidity）与可塑性（Plasticity）之间的平衡，以及它们如何影响种群对快速环境变化的反应。 特别关注遗传漂变（Genetic Drift）与选择（Selection）在低效的DNA修复和重组率环境中的相互作用，探讨基因组印记（Genomic Imprinting）等复杂遗传现象在演化历史中的角色。本章强调，对演化驱动力的理解必须包含非碱基替换层面的遗传信息传递机制。 第二部分：形态、生态与适应的演化逻辑 第四章：演化发育生物学的新范式：整合与简化 本章探讨发育程序（Developmental Programs）如何被自然选择所塑造和约束。我们不再将发育视为一个封闭系统，而是将其置于更宏大的演化背景下考察。详细分析了同源异形基因（Hox Genes）集群的演化及其在构建生物体基本蓝图中的作用，但更侧重于下游调控因子的演化如何产生细微但关键的形态变化。 讨论了发育约束（Developmental Constraints）的本质，即发育过程的内在属性如何限制了可行的演化路径。同时，考察了“预适应”（Pre-adaptation）的概念，即现有发育模块如何被“挪用”以适应全新的生态位。 第五章：适应性辐射与物种形成的机制 本章聚焦于物种形成（Speciation）的复杂过程，从生殖隔离（Reproductive Isolation）的分子基础到生态隔离的形成。我们采用生态学方法，分析隔离机制如何在地理隔离之外，通过生态选择压力快速建立。 详细阐述了杂交带（Hybrid Zones）中的演化动态，以及基因流（Gene Flow）在维持或打破种群间差异中的作用。通过对特定生物群（如岛屿物种或有极端生殖隔离的植物群）的案例研究，展示了适应性辐射的驱动力——生态位分化与性选择的协同作用。 第六章：宏演化与生命树的重建挑战 本章将视角提升至宏观尺度，探讨系统发生学（Phylogenetics）研究的最新突破和挑战。我们深入讨论了基于核苷酸序列、蛋白质序列以及整个基因组（Genomics）数据的系统发育重建方法。 重点分析了基因水平的水平转移（Horizontal Gene Transfer, HGT）在细菌、古菌乃至真核生物演化史中的巨大影响，以及如何利用复杂的生物信息学算法来区分垂直遗传和HGT事件。探讨了谱系分化速率的变异性及其与关键的地质事件和灭绝事件的关联。 第三部分：群体遗传学与复杂适应的计算模型 第七章：群体遗传学的现代工具箱 本章系统介绍了理解有限种群中选择、漂变和迁移相互作用的数学模型。我们探讨了有效群体大小（Effective Population Size, $N_e$）的估计方法及其对遗传多样性维持的重要性。 重点讲解了中性理论（Neutral Theory）的现代修正，特别是关于接近中性（Nearly Neutral）突变体的演化行为。引入了连锁不平衡（Linkage Disequilibrium, LD）的分析方法，如何利用LD的衰减模式来推断历史有效群体大小和选择的强度。 第八章：适应景观与优化搜索 本章转向计算模型和理论生物学的交叉前沿，探讨适应景观（Fitness Landscape）的结构如何指导演化的路径。我们研究了具有复杂地形（如多峰景观）的适应景观中，种群如何通过突变压力和群体大小来逃离局部最优解，搜索全局最优解。 讨论了多基因相互作用（Epistasis）在塑造适应景观复杂性中的核心作用，并介绍了如何利用代理模型（Surrogate Models）和机器学习方法来模拟和可视化高维适应景观的演化轨迹，为理解复杂性状的演化提供了新的定量框架。 结论：演化生物学未来的跨学科整合 本书最后总结了当前演化生物学研究的几个关键趋势：从对单一基因或性状的关注转向对复杂网络（如代谢网络、调控网络）的演化研究；从实验室控制实验转向田野实验与大规模基因组数据整合；以及对演化过程时间尺度（从微观到宏观）的无缝连接。我们强调，未来的突破将依赖于理论模型的严谨性与实验数据的丰富性之间更紧密的反馈循环。

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