Гетерохрония и сроки развития

Как сдвиги во времени и скорости событий развития изменяют взрослую форму в ходе эволюции, приводя к ювенилизированным или преувеличенным признакам.

Definition

Гетерохрония — это эволюционное изменение времени или скорости процесса развития относительно предкового состояния; сроки развития относятся к расписанию и темпу событий развития, изменения в которых могут изменять пропорции и особенности взрослого организма.

Scope

Эта тема охватывает гетерохронию — эволюционные изменения во времени или скорости процессов развития относительно предков — и ее последствия для морфологии, включая педоморфоз (сохранение ювенильных черт) и пераморфоз (выход за пределы предкового конечного состояния). Она рассматривает сроки развития как гибкую переменную, посредством которой эволюция изменяет форму.

Core questions

• Как изменения в сроках развития изменяют взрослую форму?
• В чем разница между педоморфозом и пераморфозом?
• Как изменение начала, завершения или скорости процесса может изменить организм?
• Как гетерохрония способствует морфологической эволюции?

Key concepts

• Гетерохрония
• Педоморфоз (ювенилизация)
• Пераморфоз
• Изменения начала, завершения и скорости
• Аллометрия и рост

Key theories

Гетерохрония как движущая сила изменения формы

Путем ускорения или замедления начала, конца или скорости процессов развития относительно друг друга, эволюция может изменять пропорции и особенности взрослой особи, поэтому сдвиги во времени являются мощным и экономичным источником морфологических изменений.

Mechanisms

Гетерохрония действует путем изменения момента начала (старта), момента окончания (завершения) или скорости протекания (темпа) событий развития относительно предкового паттерна и других процессов в том же организме. Замедление или усечение развития может привести к педоморфозу, при котором взрослая особь сохраняет черты, бывшие ювенильными у предка, как, например, у саламандр, которые становятся репродуктивными, сохраняя личиночные признаки. Удлинение или ускорение развития может привести к пераморфозу, выводя признак за пределы его предковой конечной точки. Поскольку различные части тела могут изменять сроки независимо, гетерохрония может изменять пропорции и структуры, не требуя новых программ развития, что делает ее повторяющимся механизмом в эволюции формы.

Clinical relevance

Концепции сроков развития проясняют, как изменения в графиках роста влияют на пропорции и форму, предоставляя эволюционную основу для понимания вариаций в темпе развития. Эта запись является образовательной и не является клиническим руководством.

History

Гетерохрония имеет долгую историю в биологии и была переосмыслена для современной эволюционной биологии развития благодаря анализам, которые систематизировали, как изменения во времени и скорости развития связывают предковые и потомственные формы.

Key figures

• Stephen Jay Gould

Seminal works

• gilbert2016
• carroll2005

Frequently asked questions

Что такое гетерохрония?

Это эволюционное изменение времени или скорости развития относительно предков, которое может изменять взрослую форму путем ускорения, замедления или сдвига событий развития.

Что такое педоморфоз?

Это сохранение ювенильных черт во взрослом состоянии посредством изменений в сроках развития, например, у саламандры, которая размножается, сохраняя личиночные признаки.