簡述進化發育生物學的發展

李偉

（北華大學，吉林吉林132013）

1 進化生物學與胚胎學的結合

發育生物學的起源要追溯到18世紀關于胚胎學的兩種假說：預成論和漸成論。預成論又名先成論，認為生物在生長發育的初始階段是通過原本存在于體內的生殖細胞演變而來的；漸成論又名衍生論，是19世紀中期，德國胚胎學家沃爾夫提出從受精卵開始直至發育成為一個新的個體是漸變的過程，即生物體內組織和器官由原來未分化的物質逐漸分化而成。因此可以在某些方面來說進化發育生物學是比較胚胎學的延伸[1-2]。在此之后大量的生物學家投身于此，并將其應用于不同起源動物與系統發育問題上，從個體水平上來研究不同分類階元生物系統的發育關系，致使胚胎學與分類學得到了很好的結合。

2 進化生物學和遺傳學的綜合

19世紀末期，描述胚胎學在解釋一些生物個體的發育現象時遇到困難，并不是所有的生長發育現象都可以運用胚胎學相關內容去解釋。但胚胎學的發展并未停滯，德國胚胎學家威爾海姆等人將理論與實驗聯系起來，由此建立了實驗胚胎學。從19世紀末期的實驗胚胎學，到1900年的孟德爾遺傳定律的再度興起，再到摩爾根果蠅實驗建立了遺傳學的研究模式,并使該學科迅速發展起來，極大的促進了遺傳學科的發展。例如群體遺傳學的建立為現代進化論打下了堅實的數學基礎；《Genetics and the origin of species》一書的出版，接受了達爾文的自然選擇學說利用孟德爾遺傳定律來解釋個體、種群、群落間的變異規律和機制標志著現代進化論的誕生[3]。生物的進化大致可以分為：物種水平的進化，即從個體水平由于自身基因的突變或由于外界生境的干擾生物體為適應生存而產生的進化；物種形成或形成物種以上的類群，即在群體水平上發生的進化。現代進化論將生物的進化定義為：群體內基因頻率的改變，這種改變不僅會導致個體的進化，更能使物種逐漸演變為一個新的物種，這就是達爾文所提出的物競天擇適者生存[4]。這些理論與實驗的研究是遺傳學與生物進化的結合，結合的結果便是實現了這兩個學科質的飛躍。

3 進化、發育和遺傳的綜合

生物體在自身生長發育過程中既有自身基因調控又收到外界環境因素制約，使得在進化過程中達到適者生存的結果。生物個體表現形態與性狀改變的根源要從控制其發育的機制中尋找，大量的科研工作者從控制個體相對性狀的基因中去尋找答案時，進化生物學與發育生物學相結合的研究工作就已經展開了[5]?？死锟撕湍l現DNA的雙螺旋結構使得對生物體的研究進入了分子時代，并隨之衍生出了分子遺傳學。20世紀中后期，Home box基因被科研人員發現，致使發育生物學又達到了一個新的里程碑，不同生物體的基因被收集、整理、分析，加速推動了學科的發展。每一個生物個體在形態進化過程中首先就是收到自身發育調控基因的影響，而發育生物學的研究方向就是在于進化過程中相關基因的調控方式與發育途徑變化、表現形態進化之間的關系[6-9]。遺傳學和胚胎學的交叉發展，使得發育生物學在基因層次上得到了融合。

4 結語

學科交叉綜合發展是目前科學研究的主流趨勢，隨著進化生物學與發育生物學、分子生物學等相關學科的不斷融合為研究生物體的進化與發展提供了堅實的理論基礎。隨著研究的不斷深入，許多歷史的遺留問題漸漸的被解開。生物的全基因組測序及基因庫大數據的建立不僅為生物學研究提供了新的方向，更為保護瀕危物種提供了新的突破口。筆者認為發育生物學以后的發展方向主要體現在兩個方面：一方面由于科技的進步逐漸會有新的物種被發現，利用基因和遺傳圖譜進行鑒定，研究其生活史與進化模式二者之間的內在聯系；另一個方面則是利用計算機與生物技術相結合來對生物個體進行更深層次的探索與研究。