演化發育生物學

演化发育生物学（Evolutionary developmental biology、evo-devo）简称为演化发生学，整合了演化生物学、发育生物学、分子遗传学、胚胎学及古生物学等多个学科的思想和研究方法，是一个通过比较不同生物体的发育过程以推断它们之间的祖先关系以及发育过程如何演化的综合性生物研究领域。

这个领域的成长从19世纪初开始，胚胎学面临一个谜：动物学家不知道胚胎发育在分子水平上是如何被控制的。 查尔斯·达尔文指出，有相似的胚胎意味着共同的祖先，但是直到1970年代才有进展。然后，重组DNA技术最终将胚胎学与分子遗传学结合起来。一个关键的早期发现是在广泛真核生物中调控发育的同源基因。

该领域的特点是一些关键概念，让生物学家感到惊奇。一个是深度同源性，发现不同的器官，例如昆虫，脊椎动物和头足纲软体动物的眼睛，长期以来被认为是独立进化的，是被类似的基因如来自evo-devo基因工具包的PAX6来控制。这些基因是古老的，在门之间高度保守的; 它们产生形成胚胎的时间和空间的模式，并最终形成生物的身体计划。另一个是它们的结构基因如编码酶的那些物种没有多大差异; 不同的是受到工具包基因的基因表达调控方式不同。这些基因在胚胎的不同部位和不同的发育阶段被重复使用，不改变，多次，形成了复杂的控制级联，以精确的模式开启和关闭其他调控基因以及结构基因。这种多重基因多效性重复使用解释了为什么这些基因是高度保守的，因为任何改变都具有自然选择会反对的许多不良后果。

当基因以新的模式表达时，或者当工具包基因获得附加功能时，新的形态学特征和最终的新物种是通过工具包的变化而产生的。另一种可能性是新拉马克主义理论的表观遗传变化在基因水平上得到巩固，这在多细胞生命历史早期可能已经很重要的。

历史

更多信息：演化思想史

复演

恩斯特·海克尔对于个体发育和种系遗传学的平行观察促使他提出了个体发育与进化过程中的因果关系的理论。这就是所谓的复演理论。今天这个理论已被推翻。

演化形态学

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现代演化综论

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乳糖操纵子

乳糖操纵子。上图: 阻遏物, 下图:激活
1: RNA聚合酶, 2: 乳糖阻遏因子, 3: 啟動子, 4: Operator, 5: 乳糖, 6–8: 蛋白质编码基因, 被开关控制, 引起乳糖被消化。

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1961年，賈克·莫諾，Jean-Pierre Changeux和方斯華·賈克柏在细菌大肠杆菌中发现了乳糖操纵子。它是一簇基因，安排在反馈控制回路里面，使得其产品仅仅在当被环境刺激“开启”时被制造。这些产品之一是分裂一种糖乳糖的一种酶；和乳糖本身就是启动这些基因的刺激。这是一个启示，因为它第一次显示出在甚至小到细菌的生物体中，基因是精细控制的主体。这意味还有许多其他基因也被精细调节。

参见

• 细胞信号传送
• 现代演化综论

延伸閱讀

• Buss, Leo W. The Evolution of Individuality. Princeton University Press. 1987. ISBN 978-0-691-08468-8. 
• Carroll, Sean B. Endless Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo and the Making of the Animal Kingdom. Norton. 2005. ISBN 978-0-393-06016-4. 
• Goodwin, Brian. How the Leopard Changed its Spots. Phoenix Giants. 1994. ISBN 978-0-691-08809-9. 
• Hall, Brian K. & Olsen, Wendy M. (编). Keywords and Concepts in Evolutionary Developmental Biology. New Delhi, India: Discovery Publishing House. 2007. ISBN 978-81-8356-256-0. 
• Kirschner, Marc; Gerhart, John. The Plausibility of Life: Resolving Darwin's Dilemma. Yale University Press. 2005. ISBN 978-0-300-10865-1. 
• Laubichler, Manfred D. and Maienschein, Jane (编). From Embryology to Evo-Devo: A History of Developmental Evolution. The MIT Press. 2007. ISBN 978-0-262-12283-2. 
• Minelli, Alessandro. The Development of Animal Form: Ontogeny, Morphology, and Evolution. Cambridge University Press. 2003. ISBN 978-0-521-80851-4. 
• Minelli, Alessandro. Forms of Becoming - The Evolutionary Biology of Development. Princeton University Press. 2003. ISBN 978-0-691-13568-7. 
• Orr, H. Allen. Turned on: A revolution in the field of evolution?. The New Yorker. 2005-10-24 [2013-12-29]. （原始内容存档于2013-01-04）.  Discussion of Carroll, Endless Forms Most Beautiful
• Raff, Rudolf A. The Shape of Life: Genes, Development, and the Evolution of Animal Form. The University of Chicago Press. 1996. ISBN 978-0-226-70266-7. 
• Sommer, Ralf J. The future of evo–devo: model systems and evolutionary theory. Nature Reviews Genetics. 2009, 10 (6): 416–422. PMID 19369972. doi:10.1038/nrg2567. 

外部連結

• Scott F. Gilbert, The morphogenesis of evolutionary developmental biology （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Tardigrades (water bears) as evo-devo models, a short video from NPR's Science Friday （页面存档备份，存于互联网档案馆）