发育约束与可塑性

发育过程如何限制了可演化的形态，并使生物体能够根据环境产生不同的形态。

Definition

发育约束是对发育可产生的表型变异的限制，偏向或限制了进化的方向；发育可塑性是指一个基因型在发育过程中响应不同环境条件而产生不同表型的能力。

Scope

本主题涵盖了发育塑造进化的两种互补方式：发育约束，它限制了发育可产生的变异范围；以及发育（表型）可塑性，即单一基因型根据环境条件产生不同表型的能力。它还涉及可进化性——发育的组织如何影响产生适应性变异的能力。

Core questions

• 发育如何限制了进化可利用的变异种类？
• 相同的基因型如何在不同环境中产生不同的形态？
• 约束和可塑性如何共同塑造进化结果？
• 发育的结构如何影响进化的能力？

Key concepts

• 发育约束
• 表型（发育）可塑性
• 反应规范
• 多型现象
• 可进化性

Key theories

发育对进化的偏向

由于发育可以更容易地产生某些变异，它偏向了可供选择的变异，因此发育过程的结构有助于引导形态进化的方向和限制。

Mechanisms

发育过程以两种方式引导变异。当发育的结构使得某些表型难以或不可能产生时（例如，因为关键过程相互依赖），就会出现约束，因此变异偏向于某些结果而远离其他结果。当发育程序对环境敏感时，就会出现可塑性，允许单一基因型产生由反应规范描述的一系列表型；在某些物种中，这会产生由环境线索触发的离散替代形式（多型现象）。约束和可塑性共同影响了哪些变异可供自然选择，从而塑造了可进化性，即谱系产生适应性变化的能力。

Clinical relevance

发育对环境的敏感性与约束之间的相互作用，与发育过程中环境因素如何影响后期性状相关，为变异的发育起源提供了背景。本条目为教育性质，不作为临床指导。

History

20世纪后期关于发育在多大程度上约束和引导进化的争论，以及对环境响应性发育研究的日益增多，使约束和可塑性成为进化发育生物学的核心。

Key figures

• Stephen Jay Gould
• Mary Jane West-Eberhard

Seminal works

• gilbert2016
• carroll2005

Frequently asked questions

什么是发育约束？

它是指发育运作方式对可产生的身体形态种类施加的限制，这偏向了可供进化的变异。

什么是发育可塑性？

它是指相同的基因型根据发育过程中经历的温度或饮食等环境条件，发展成不同形态的能力。