Dị thời và Thời điểm Phát triển

Sự thay đổi về thời điểm và tốc độ của các sự kiện phát triển làm thay đổi hình thái trưởng thành qua quá trình tiến hóa, tạo ra các đặc điểm non nớt hoặc phóng đại.

Definition

Dị thời (heterochrony) là một thay đổi tiến hóa về thời điểm hoặc tốc độ của một quá trình phát triển so với trạng thái tổ tiên; thời điểm phát triển (developmental timing) đề cập đến lịch trình và tốc độ của các sự kiện phát triển, những thay đổi trong đó có thể làm thay đổi tỷ lệ và đặc điểm của sinh vật trưởng thành.

Scope

Chủ đề này bao gồm dị thời (heterochrony) — những thay đổi tiến hóa về thời điểm hoặc tốc độ của các quá trình phát triển so với tổ tiên — và những hệ quả của nó đối với hình thái, bao gồm paedomorphosis (duy trì các đặc điểm non nớt) và peramorphosis (mở rộng vượt quá điểm cuối của tổ tiên). Nó coi thời điểm phát triển là một biến số linh hoạt mà thông qua đó tiến hóa định hình lại hình thái.

Core questions

• Những thay đổi về thời điểm phát triển làm thay đổi hình thái trưởng thành như thế nào?
• Sự khác biệt giữa paedomorphosis và peramorphosis là gì?
• Làm thế nào việc thay đổi thời điểm bắt đầu, kết thúc hoặc tốc độ của một quá trình có thể định hình lại một sinh vật?
• Dị thời đóng góp như thế nào vào sự tiến hóa hình thái?

Key concepts

• Dị thời (Heterochrony)
• Paedomorphosis (non hóa)
• Peramorphosis
• Thay đổi về thời điểm bắt đầu, kết thúc và tốc độ
• Dị tốc độ tăng trưởng (Allometry) và tăng trưởng

Key theories

Dị thời như một động lực thay đổi hình thái

Bằng cách thúc đẩy hoặc trì hoãn sự bắt đầu, kết thúc hoặc tốc độ của các quá trình phát triển so với nhau, tiến hóa có thể thay đổi tỷ lệ và đặc điểm của sinh vật trưởng thành, do đó sự thay đổi thời điểm là một nguồn mạnh mẽ và tiết kiệm cho sự thay đổi hình thái.

Mechanisms

Dị thời hoạt động bằng cách thay đổi thời điểm bắt đầu (onset), thời điểm kết thúc (offset) hoặc tốc độ diễn ra (rate) của các sự kiện phát triển, so với mô hình tổ tiên và so với các quá trình khác trong cùng một sinh vật. Làm chậm hoặc rút ngắn quá trình phát triển có thể tạo ra paedomorphosis, trong đó sinh vật trưởng thành giữ lại các đặc điểm non nớt của tổ tiên, như ở loài kỳ nhông sinh sản trong khi vẫn giữ các đặc điểm ấu trùng. Kéo dài hoặc tăng tốc quá trình phát triển có thể tạo ra peramorphosis, đưa một đặc điểm vượt quá điểm cuối của tổ tiên. Bởi vì các bộ phận khác nhau của cơ thể có thể thay đổi thời điểm một cách độc lập, dị thời có thể định hình lại tỷ lệ và cấu trúc mà không cần các chương trình phát triển mới, làm cho nó trở thành một cơ chế lặp lại trong quá trình tiến hóa hình thái.

Clinical relevance

Các khái niệm về thời điểm phát triển làm sáng tỏ cách các thay đổi trong lịch trình tăng trưởng ảnh hưởng đến tỷ lệ và hình thái, cung cấp một khuôn khổ tiến hóa để hiểu sự biến đổi trong nhịp độ phát triển. Mục này mang tính giáo dục và không phải là hướng dẫn lâm sàng.

History

Dị thời có một lịch sử lâu dài trong sinh học và đã được định hình lại cho sinh học phát triển tiến hóa hiện đại bằng các phân tích hệ thống hóa cách các thay đổi về thời điểm và tốc độ phát triển liên hệ các dạng tổ tiên và hậu duệ.

Key figures

• Stephen Jay Gould

Seminal works

• gilbert2016
• carroll2005

Frequently asked questions

Dị thời là gì?

Đó là một thay đổi tiến hóa về thời điểm hoặc tốc độ phát triển so với tổ tiên, có thể định hình lại hình thái trưởng thành bằng cách tăng tốc, làm chậm hoặc dịch chuyển các sự kiện phát triển.

Paedomorphosis là gì?

Đó là sự duy trì các đặc điểm non nớt đến tuổi trưởng thành thông qua những thay đổi trong thời điểm phát triển, chẳng hạn như một con kỳ nhông sinh sản trong khi vẫn giữ các đặc điểm ấu trùng.