Heterochronie und Entwicklungszeitpunkt

Wie Verschiebungen im Zeitpunkt und in der Geschwindigkeit von Entwicklungsereignissen die adulte Form im Laufe der Evolution verändern und zu juvenilisierten oder übertriebenen Merkmalen führen.

Definition

Heterochronie ist eine evolutionäre Veränderung im Zeitpunkt oder in der Geschwindigkeit eines Entwicklungsprozesses relativ zum ancestralen Zustand; der Entwicklungszeitpunkt bezieht sich auf den Zeitplan und das Tempo von Entwicklungsereignissen, deren Veränderungen die Proportionen und Merkmale des adulten Organismus verändern können.

Scope

Dieses Thema behandelt Heterochronie – evolutionäre Veränderungen im Zeitpunkt oder in der Geschwindigkeit von Entwicklungsprozessen relativ zu den Vorfahren – und ihre morphologischen Konsequenzen, einschließlich Paedomorphose (Beibehaltung juveniler Merkmale) und Peramorphose (Erweiterung über den ancestralen Endpunkt hinaus). Es betrachtet den Entwicklungszeitpunkt als eine flexible Variable, durch die die Evolution die Form neu gestaltet.

Core questions

• Wie verändern Verschiebungen im Entwicklungszeitpunkt die adulte Form?
• Worin besteht der Unterschied zwischen Paedomorphose und Peramorphose?
• Wie kann die Verschiebung des Beginns, des Endes oder der Geschwindigkeit eines Prozesses einen Organismus umgestalten?
• Wie trägt Heterochronie zur morphologischen Evolution bei?

Key concepts

• Heterochronie
• Paedomorphose (Juvenilisierung)
• Peramorphose
• Veränderungen in Beginn, Ende und Geschwindigkeit
• Allometrie und Wachstum

Key theories

Heterochronie als Motor des Formwandels

Durch das Vorverlegen oder Verzögern des Beginns, des Endes oder der Geschwindigkeit von Entwicklungsprozessen relativ zueinander kann die Evolution die Proportionen und Merkmale des Adulten verändern, sodass Zeitverschiebungen eine mächtige und ökonomische Quelle morphologischer Veränderungen sind.

Mechanisms

Heterochronie wirkt, indem sie den Beginn (onset), das Ende (offset) oder die Geschwindigkeit (rate) von Entwicklungsereignissen relativ zum ancestralen Muster und zu anderen Prozessen im selben Organismus verändert. Eine Verlangsamung oder Verkürzung der Entwicklung kann zu Paedomorphose führen, bei der der Adulte Merkmale beibehält, die beim Vorfahren juvenil waren, wie bei Salamandern, die sich fortpflanzen, während sie Larvenmerkmale behalten. Eine Verlängerung oder Beschleunigung der Entwicklung kann zu Peramorphose führen, wodurch ein Merkmal über seinen ancestralen Endpunkt hinausgeht. Da verschiedene Körperteile den Zeitpunkt unabhängig voneinander ändern können, kann Heterochronie Proportionen und Strukturen neu gestalten, ohne dass neue Entwicklungsprogramme erforderlich sind, was sie zu einem wiederkehrenden Mechanismus in der Evolution der Form macht.

Clinical relevance

Konzepte des Entwicklungszeitpunkts beleuchten, wie Veränderungen in Wachstumsplänen Proportionen und Form beeinflussen, und bieten einen evolutionären Rahmen zum Verständnis der Variation im Entwicklungstempo. Dieser Eintrag dient der Bildung und ist keine klinische Leitlinie.

History

Heterochronie hat eine lange Geschichte in der Biologie und wurde für die moderne evolutionäre Entwicklungsbiologie durch Analysen neu gefasst, die systematisierten, wie Veränderungen im Zeitpunkt und in der Geschwindigkeit der Entwicklung ancestrale und Nachkommenformen in Beziehung setzen.

Key figures

• Stephen Jay Gould

Seminal works

• gilbert2016
• carroll2005

Frequently asked questions

Was ist Heterochronie?

Es ist eine evolutionäre Veränderung im Zeitpunkt oder in der Geschwindigkeit der Entwicklung relativ zu den Vorfahren, die die adulte Form durch Beschleunigung, Verlangsamung oder Verschiebung von Entwicklungsereignissen neu gestalten kann.

Was ist Paedomorphose?

Es ist die Beibehaltung juveniler Merkmale bis ins Erwachsenenalter durch Veränderungen im Entwicklungszeitpunkt, wie zum Beispiel bei einem Salamander, der sich fortpflanzt, während er Larvenmerkmale behält.