评论文章

前面。生态。另一个星球。,01 December 2022
秒。进化发育生物学
卷10 - 2022 | https://doi.org/10.3389/fevo.2022.1057355

动物和植物生物学之间的双向交流,关注今晚

帕多瓦大学生物学系,意大利帕多瓦

根据定义,生物学是所有生命的科学。然而,视野局限于植物或动物生命科学的发展远远超出特征的出现统一的观点适用于所有形式的生命,如细胞学说或进化的理论。分离植物学和动物学传统不是注定要灭绝,或不久。强调纪律隔离等制度背景下的科学的社会和他们的代表大会,专业期刊、学科视为合法和可资助研究教学对象和字段。雷竞技电竞体育竞猜平台塑造个人的个人议程科学家,这对生物学的发展有很强的影响。在某些领域,植物和动物的贡献一直被有效地交织在一起,但在许多其他植物和动物生物学未能进展超出边际对话。典型,所谓的“普通生物学和生物学哲学仍zoocentric(通常是vertebrato——甚至以人类为中心的)。在这篇文章中,我将讨论合法性和丰硕的一些旧的词汇和概念交流这两个传统(细胞,组织和胚胎)。最后,前往最近的进展,我比较植物与动物的贡献生物学进化发育生物学的建立。我们不能指望,更强的集成的不同链之间由自组织生命科学将很快出现,但强调这持续不平衡之间的植物和动物生物学无疑将促进进步。

之后不久我开始教自然历史,或者我们现在所称的生物学,皇家学院的地雷,大约20年前,我来到坚信活体的研究是一个学科,分为动物学和植物学的简单方便;,科学的动物学家应该不再无知的基本植物生命的现象,比科学植物学家的动物存在。赫胥黎和马丁(1875);前言,t·H·H。p V。

介绍

几年前解决这些话他的观点在生物学、赫胥黎曾发表了一系列文章,讨论有关细胞原生质,演化提出了医学和科学教育的变化赫胥黎,1869);不久之后他生物合成和统一的科学特征,利用所有生命学科的贡献(赫胥黎,1877)。

然而,一个半世纪后,两个多世纪以来第一次使用术语生物指示生物的研究(拉马克,1802;Treviranus 1802生物学),今天仍被看作是一个独立的研究议程的巨大方便的伞,超过一个真正统一的科学。可以肯定的是,任何努力推广一定会与生物的结构和功能的多样性。但问题不是只有在很难找到统一的多样性。严重的问题也由于历史的各种学科,研究生物,反映在大学的学术系统历史研究,在科学团体的名称和主题的大会,在科学期刊的标题和内容。雷竞技电竞体育竞猜平台在某种程度上,分界线仍然可以追溯到几个世纪以来分开的距离从植物传统和动物的边缘性研究生物体以外的动物和植物都离开,经常强行硬塞在学科,没有司法系统的工作是为真菌,藻类和原生生物的不同组织,边缘化的植物学和动物学。

今天,它是合法的辩论如果雄心勃勃的计划开发一个普通生物学作为一个统一的科学仍然是明智的或有用的。两个世纪以来,生物学术语首次使用类似的意思,三个主要维度定义这个项目已成为至关重要的:首先,界定生物学方面其他科学;第二,之间的集成研究议程的主要分支的研究生活,传统以及最近的;第三,最广泛的分类范围。在接下来的页面中,我将简要分析很多问题源于动物和植物之间的分离仍然根深蒂固的传统,对这种交易领域之间的相互交流经常受到缺乏感兴趣的其他领域的进步,或者相反,毫无根据的不加批判的转移的研究项目和相关的语言。生殖生物学,例如,在一个非常不同的术语的使用在植物和动物的现象的描述,分别继续阻碍比较,尝试概括(褐和史,2019年)。

术语的不一致和相关风险的误解也频繁的在一个严格,或主要、动物或植物的传统。这些语义问题常常证据缺乏一个真正关心一般生物学方法。只是为了例子从不同的生物学科,考虑三个方面的不一致的使用:进化论,神秘的物种,和终端。

在生物学上,进化论是旧观点的词的发展,根据新个体已经存在于鸡蛋,或精子(法利,1982;Pinto-Correia 1997),或者,至少在某种程度上阐述了在母亲的卵巢或睾丸的父亲(派尔,2006)。然而在植物中,进化论被用于启动叶和花序一年或多年前成熟和功能(例如,迪格1997,p . 154)。

神秘的物种集或多或少不可区分的两个或两个以上分类单元形态,因此一直被视为一个单一的物种,直到他们隐藏的多样性是最终发现通过交叉实验或字符诊断片段的基因(例如,蒙罗和梅奥,2022年)。然而,“神秘”本身学术等效为“隐藏,隐藏”这个词也很容易发现一个不同的使用,如“难以观察,”例如,深海动物(克拉里奇et al ., 2004)。

在动物发育生物学,终端是“添加序列元素的过程后接近端点的增长区域”(雅各布斯et al ., 2005,p . 498);但同一术语也用于“进化改变,通过添加阶段到祖先的个体发生的终结”(古尔德,1977,p . 7)。

历史背景

生活的科学

所指出的Zammito (2018)在早期德国主人工作贡献统一的生物科学的出现,三个主要的传统可以认出:自然科学、哲学和医学。他们之间的对话是不一定容易在18世纪和19世纪早期,和今天还可以看到多个血统的后果。

然而,最关键的问题是动物和植物之间的对比传统。这有一个可见的学术方面,如以下部分所述,也是一种哲学。亚里士多德认为,植物具有重要的灵魂,但不是一个有知觉的,存在于动物。奥尔多Zullini (per。通讯)说,在《圣经》的叙事诺亚是关心所有动物物种的生存,但是陆地植物的命运下泛滥显然不关心他。仍然在现代,德国哲学家和作家Reimarus (1754)认为植物是无生命的物体。

研究之间的距离两个王国的生物有效地简化了林奈和他非常成功Systema Naturae(13版),从第一(Linnæus 1735)之后,被作者本人描述为概论tantum operis等准收藏geographica(只是一个概述和整个工作)的一种地图笨重,多卷(林奈,1766/68,1788/1793)。在这项工作中,动物和植物在一起,同样对待。但这不能被视为一个统一的科学的生活,有意识的一步,因为Systema还包括矿物质、第三自然王国,由林奈分类的成员每个类、ordines属,物种类似于他对待动物和植物。第一次强烈驳斥的三林奈的自然王国帕拉斯(1766),他谴责,虽然这是“习惯将所有对象构成我们的地球,它包含和那些,三kingdoms-animal,植物,和矿物质,[…]这种区别接受直到现在是任意的和虚构的;自然是有组织的非常不同,其中,如果我们观察自然系统的精神摆脱偏见,我们必须认识到惰性和野蛮的身体和生活之间的主要区别和有机的”(帕拉斯,1766,3页;文本摘录最初在拉丁语,法语或德语翻译了这篇文章的作者)。必须补充说,在他的晚期作品帕拉斯贡献了重要的作品既动物学(例如,帕拉斯,1766 b,1767/80,1778年)和植物(例如,帕拉斯,1784/88),以及地质,但不是矿物学和岩石学。

植物和动物之间的密切关联是由一些18世纪研究植物和动物繁殖和发展。比较植物和动物的发展,卡斯帕弗里德里希·沃尔夫首先解决的研究植物的早期阶段的发展,然后转移到鸡胚,最后概述了Theoria generationis(沃尔夫,1759,1764年),一个统一的理论,代他旨在适用于所有有机生命(Zammito 2018)。的确,对于Spallanzani (1780)从的角度发展的机制,植物和动物没有根本区别。更准确地说,法国植物学家Charles-Francois Brisseau de Mirbel指出,动物和植物有许多结构方面和重要功能相似之处,同时,事实上,是由细胞和血管组织,有一个复杂的结构表达与功能分化和器官进行增长,开发和衰变(Brisseau de Mirbel 1802)。

但是生物学术语的第一个作品是用来指示生物的研究(例如,拉马克,1802;Treviranus 1802)没有立即紧随其后的是综合研究项目的实现。模范在这方面是拉马克:尽管他熟悉动物和植物(在1793年,当他被分配的椅子昆虫、蠕虫、d国立博物馆和微小的动物,他有广泛的法国植物(拉马克,1778),但没有写一行动物)和他的早期打算建立一个科学的基础生物,他停止写作生物结构。考虑在la本性,莱斯将le开发署et l’origine des陆战队维维安(生物学。考虑自然,能力,发展和起源活体)前几页后不久,写于1800年,最终发现并发表在《20世纪(拉马克,1944);几年后,他宣称他不会提交这样的项目统一的科学的生活(拉马克,1809)。

生物学的一些历史学家认为,实际的生物学作为一个自主科学的诞生必须等到一个进化的人生观的出现。特别是,Smocovitis (1992n, p。1。1)认为,“只有进化,这减少了物理和化学[…],在同一时间介绍了causo-mechanical代理进化改变,生物会要求自治。这发生在托马斯·亨利·赫胥黎的英格兰,和自己认为最有可能的赫胥黎。“Smocovitis引用下列单词作为一个强有力的支持她的观点:“有意识的尝试构建一个完整的科学的生物学几乎日期追溯到Treviranus和拉马克,在本世纪初,虽然它已经收到了强烈的冲动,在我们自己的一天,从达尔文”(赫胥黎,1884,4页),但这句话也可以被作为一个支持早期生物学、起源与有意识的尝试构造,或至少制定一个计划为“一个完整科学的生物。”

Smocovitis的位置可以解释为广泛协议的结果,很大程度上共享的许多生物学家即使在今天,在生物学中最重要的就是在进化之光(1973年提出,,p . 125)。这或许可以解释为什么娃和普罗文(1980)选择生物学的观点统一作为他们的书的副标题进化合成。

然而,尽管不可否认的是生物学中,任何事情都可以解决待解释的词的进化,这也是事实在生物学有许多维度以外的进化:发展和繁殖的现象,例如,由进化型,生活中的一切,但也本身值得研究的独立学科。

在历史的角度来看,然而,主要的结果确定的实际出生生物学随着达尔文的进化是漠视的作用细胞理论制定的施万(1839)ca。20年之前起源(达尔文,1859):“这可能是断言,有一个普遍原则的发展对于生物体的基本部分,然而不同,这个原则是细胞的形成。[…]的发展命题,存在一个普遍原则形成的有机产品,这个原则是细胞的形成,以及得出的结论可能是来自这个命题,可能是由细胞学说”这个词(下施沃恩(1847p . 165),作为原始斜体;早期的德国版文本等价物施沃恩(1839,第197页)。这一工作的具体对象是“展示最亲密的有机自然的两个王国之间的联系,从相似的法律发展的动物和植物的基本部分”(施万,1847,第九页)。

广为人知,这种观点的细胞为核心单元的所有生命被Rudolf Virchow不久了,不过值得引用菲尔绍逐字从文章中介绍了格言omnis细胞一细胞(1855年菲尔绍,23页),随后修改莱氏(1857,9页)到更受欢迎但严格等价形式omnis细胞e细胞:“这当然清醒的观点是远非只是投机;相反,它是经验,只有突破了我当我有能力,通过展示描述细胞的结缔组织细胞和软骨和骨小体,性质也解剖的尸体成人脊椎动物细胞领土,到那时只有众所周知的胚胎,在一些低等动物和植物。才可能有一个统一的视图的整个生物学领域,概念上结合各种事实,发现一般原则”(1855年菲尔绍,24页)。

动物学和植物学:几个世纪的学术和知识独立

在许多的制度环境中,植物一直被排除在组称为自然科学的学科。单独的椅子植物学和自然历史(动物学和地球科学)被发现直到19世纪欧洲许多大学。例如,帕多瓦大学的植物学的研究,始于1545年植物园的基础,仍然是完全独立于其他学科,在1734年开始建立自然科学的一把椅子,在1869年将获得一把椅子的生态地质和比较解剖学和一把椅子。会议点动物学和植物学研究和教学之间的发生只有建立教师的数学,物理,和自然科学,1872年。

在美国没有不同,例如,在哈佛大学,1847年,路易斯•阿加西成为地质学和动物学教授。在接下来的几年里,阿加西出版,一起休·e·斯特里克兰笨重Bibliographia zoologiae geologiae。一般所有的书的目录,传单,回忆录动物学和地质学(阿加西斯特里克兰,1848年)。这个学科协会,从今天的角度来看,实际上是与先前的文献发表的曲目Gronovius (1760),他还出版了一本藏书神物铺子作为一个单独的卷(Gronovius, 1760 b)。至少在美国,学术生态和地质之间的联系,排除植物学、继续近代。例如,春天阿尔斐俄斯帕卡德Jr .)的创始人之一美国博物学家(1867),教动物学和地质学在普罗维登斯的布朗大学,罗德岛,直到他1905年去世(科克雷尔,1920)。地质学和动物学的学术耦合延伸到我们这个时代:从1967年到2002年,斯蒂芬·杰·古尔德有区别,同时,亚历山大·阿加西的动物学教授和哈佛大学的地质学教授。

所记录的卡洛(1988)、新学科安排涉及植物学和动物学出现在英国的出版后不久起源。在这个制度意义上说,进化理论的催化作用是显而易见的。1860年托马斯·亨利·赫胥黎和植物学家约瑟夫·道尔顿胡克成功有生物学学科在伦敦大学任教。1866年,英国科学促进协会(老板)创建,尽管困难,一个生物学部分。但这些改进对两个独立的统一的传统研究动物和植物并没有持续多长时间。在本世纪末之前,主人的生物学部分被肢解。在伦敦大学的赫胥黎的退休生物学的椅子也被一把椅子动物生物学、植物生物学之一;1898年,学院科学取代了生物学与两个独立的考试考试,一个在动物学,植物学。

类似的对比影响学术在美国蓬勃发展的统一的生物学,记录,例如,通过辩论发表的植物公报在1890 - 91年。这里有一些深刻的摘录:“的一个最重要的教学生态,我们的大学有两个异常有才能的人,几乎没有植物指令[…]在植物学教学在许多的大学还没有高中年级,认识到没有植物,但是显花植物的存在”(不久,1890年,p . 180);“片面的教学方法生物追求我们伟大的大学之一,强调在一个以上的教材无疑是可悲的。有人甚至指出在某些圈子里倾向于阅读植物学的科学方完全[…]。男人发出了大学被称为G一个ZETTE编辑,从美国其他机构,完全没有任何植物培训和完全弥漫着一种无法抑制的渴望标签与“生物学的动物学课程。“[…]毫无疑问这种不严谨的术语是不加批判的研究培养的生物学获得只要砍掉了植物学的协调部门,作为初步扔在火中。可能,也可能是由于缺乏自信和纯粹的无知。但主要,我倾向于认为,它是萎缩的孩子一边倒,失衡的后代课程的研究和过去的罪孽动物学的教学方法使得这个词“动物学”令人反感的老师今天”(不久,1890 b,p . 236 - 7)。

动物和植物生物学科的版本

研究的人,更广泛的动物,它已被证明有用的认识到科学的细胞(细胞学),科学组织(组织学)和胚胎发育的科学(胚胎)。许多生物学家理所当然地认为,这个纪律清晰度可以推广到所有的多细胞生物;特别是,相应的学科认识到在植物生物学,但的合法性之间的并行性动物生物学、植物生物学值得评论。实质性的交流研究植物和动物系统伴随细胞生物学的发展,至少直到19世纪的第一年。互惠的照明,然而,更高层次的生物组织低得多,尤其是在发育生物学,下一小节将简要调查。

富有成效的交流在细胞生物学

植物学家卡尔威廉冯Naegeli (1842)第一次观察到植物细胞的细胞核细长的身体,人类解剖学家瓦尔代尔(1888)将染色体的名字。

两个动物学家介绍了术语有丝分裂(施莱歇尔,1878和有丝分裂弗莱明,1882有丝分裂的),但三个阶段(前期、中期和后期)被植物学家(斯特拉斯堡,1884)、第四(末期)的比较解剖学家,胚胎学家和组织学家Heidenhain (1894)。

之间的交替单倍体和二倍体的染色体数目在生命周期也澄清了动物学家和植物学家的共同贡献。

的动物学家范Beneden (1883)观察蛔虫的受精导致染色体数量的翻倍,因为精子的染色体由细胞核被添加到那些由原子核的鸡蛋,当所有细胞分裂产生的子细胞的染色体相同,等于的母细胞。因此,生命周期必须包括减数分裂。

减数分裂第一次被描述的海胆卵Hertwig (1876)。成为(1887)研究了部门流程导致蛔虫的卵细胞的形成蛔虫极性细胞的排放。农民和摩尔(1905),植物学家和动物学家分别给这减数分裂,使用现在忘记拼写“maiosis”很快变成了“减数分裂”Koernicke (1905)。

在一些主要的综合作用于细胞学发表在19世纪的最后几年,植物和动物细胞中(有时也“原生动物”)被认为,尽管显然测深仪的信心与第一作者(斯特拉斯堡,1877,1907年)或第二王国(Hertwig 1893;实际上,一本关于细胞学和组织学:死Zelle Gewebe和死亡;威尔逊,1896)。然而,Maienschein (1991,页46-47)表征的埃德蒙·比彻·威尔逊的体积作为最后一个不朽的,合成和包容性的细胞学教科书是由个体作家写的背叛历史学家的zoocentric视角。可以肯定的是,威尔逊的书包括几个分散的段落在植物上,但他们的体重和程度可以由相应的插图的数量:142,只有六维管植物和五个“海藻”(两个团藻和一个每一个轮藻,水绵,梭形藻属)。

这个分类学的广泛视角迅速丢失,然而,在细胞学教科书出版。一个显著的例子是一般细胞学编辑Cowdry (1924),原因两个不同但同样重要的。首先,在这本754页的书中,植物细胞被认为是,轻微,两章,在细胞的渗透性(原文如此)扩散物质(雅各布斯1924),更广泛,在孟德尔遗传与细胞学(摩根,1924)。这个报道显然不满足体积的既定目标所编辑的前言,在植物学是第一个生物科学服务的书应该是写:“在1922年的夏天举行了几次会议在伍兹霍尔海洋生物实验室,马萨诸塞州,为了考虑适当的合作尝试在一般条款是什么已知或推测关于控制细胞结构和功能的原则;或者,换句话说,首次提出简要的范围内单个体积数据有关细胞基本相似,科学的植物学、动物学、生理学和病理学。“第二,通过交付到打印机一般细胞学教科书,Cowdry宣布即将出版的特殊的细胞学(Cowdry 1928),是一个同伴和补充卷一般的细胞学。“特殊”,然而,编辑并不意味着植物和动物细胞的生物学:”的基础上,有关各种细胞的基本数据一般细胞学,希望这第二卷将熊的上层建筑信息的主要类型的细胞构成人体的血液细胞,神经细胞、腺体细胞等等。“因此,最终,只不过医学细胞生物学的辅助作用。

组织和胚胎

并行动物学和植物学之间很明显的在某些学科,特别是那些长等传统分类法:“植物学家首先给一个例子的动物学家真正的性格给一般的分布以代表自然的秩序[…]。植物学家所做的关于植物,我们必须最后做关于动物王国”(拉马克,18091:271 - 2)。对系统发生学也是如此,因为第一个全面的努力海克尔(1866),包括,与图形描述的主要动物群体之间的亲和力,也第一次使用树比喻植物系统学(塔西2011)。在学科构思在接近我们的时候,如遗传学和分子生物学、动物和植物之间的分离版本以来出现合理的和有用的。

更多的问题是生物机体的不同方面。虽然术语“植物组织学”不是一样受欢迎的动物(或医疗),而且很经常看到,例如,在组织学的历史散文Zanobio (1971)和Bracegirdle (1977),这两个专门处理人类histology-tissues通常也在植物学文献描述。然而,大部分讨论的适当性上使用相同的术语“组织”的动物和植物。我们提到的空间保留在植物组织由死细胞的组织学,所有的细胞材料已经消失了,只剩下墙壁,如形成小细胞发现的胡克(1665软木塞,p . 114)。

另一个问题领域是植物胚胎学理解为相当于植物的动物胚胎学。仍然在动物学,“胚胎”一词的含义并不普遍明显,例如,在海绵。在植物学,至少在18世纪初仍然不确定“胚胎”是用来表示卵巢或其内容:“如果花萼冠的胚胎卵巢或水果,是同一个,单叶的,肯定,并构成一个身体与胚胎”(Vaillant而言,1718,29页)。这是一个重要的报价,因为Vaillant是最早确信性存在于植物。不太清楚是林奈(“种子发芽从地球时,它也增加,使根[…],以至于我愿意把它作为特定的和不容置疑的,胚胎受精之前隐藏在其芽像骨髓”;林奈,1756,31页),其他地方也因为他使用术语“胚胎”即使在矿物质的描述。例如,在Fossilia Concreta,Linnæus (1744)公认的一个属Ætites这样的物种Ætites晶洞玉石,诊断为Ætites embryone自由人terrestri。

非常不同的是植物生殖结构的描述Boerhaave (1727),他借用医学的术语:“这些植物被称为双子叶植物的种子,播种时,地面的两个异常的叶子,或分为两叶,[…]这些植物小胎盘之间总是有一个胚胎,从中我们可以看到,每一粒种子都是一个子宫,植物是存储在它”(Boerhaave 1727,21页)。最终术语和概念借用人类和动物胚胎是重新定义和广泛使用加特纳(1788)在他的大论文De fructibus seminibus杆菌(植物果实和种子)。其中的一些条款今天仍在使用的植物和动物,但没有人敢说,例如,植物的胎盘是胎盘的哺乳动物同源。然而,不幸的是,一个等价的概念所谓胚胎在两国之间仍然是普遍的,即使是专业人士。

比较方法:对比传统

支序分类学的出现之前,这种方法比较方法在动物学和植物学有些不同。澄清两者之间的主要区别传统,它是有用的作为一个参考的三重区别了欧文(1847,1848)之间特殊的同源性(对应不同的动物的器官),序列同源性(同一动物的对应部分)和一般的同源性(对应部分的动物和元素的原型)。在制定这些定义和介绍,欧文(1843)定义的模拟和同族体通常被认为是参考点在这些问题上,动物比较解剖学主要是基于什么是后来被称为特殊的同源性。这适用于人类骨骼和骨骼之间的令人钦佩的比较提出的一只鸟Belon (1555)两者之间的对应关系,与规范,骨骨;它适用于乔治居维叶的比较解剖学和艾蒂安Geoffroy Saint-Hilaire (cf。垫步,1987),尽管欧文将称之为特殊同源Geoffroy Saint-Hilaire使用这个词analogie,而他使用homologie稍后将所谓的序列同源性(Geoffroy Saint-Hilaire 1830)。欧文的原型(实际上是局限于脊椎动物骨骼)有一个前提typus歌德(1790 b)正是在歌德,他将注意力转向了植物和动物的形式,我们发现植物比较形态学之间的根本区别与动物等同。对于植物,歌德(1790)没有想象typus,但提出了一个理想的连续变换过程我是平板(一切都是叶;首先由歌德拼写一切都是咩咩的叫声在一份手稿报告最终发表在歌德(1892)]。在接下来的几十年,而在动物的比较解剖学的基本概念追踪由欧文的特殊的同源性和序列同源性将发达国家和修订(如。,通过兰基斯特(1870)),在植物学中相应的developments-especially但不仅限于德国传统将受到Goethian方法至少在威廉巨魔的主要作品(例如,巨魔,1937/43;看到卡普兰,2001)。

在20世纪初,罗素(1916)只会处理动物形态的历史和比较的方法;同样,植物没有在文章中提到的Naef (1927)和Boyden (1943)在同源性或Remane (1952)成交量《死亡des naturlichen系统,der vergleichenden Anatomie der Phylogenetik(自然系统的基础、比较解剖学和系统发生学)。相同怡和(1967),除了提及歌德和欧文。相比之下,只有植物被认为是大多数植物学家一直写20世纪中期以来的比较方法(例如,梅森,1957;解决,1966,2022年;卡普兰,1971;汤姆林森,1984;·索科洛夫Remizowa, 2021)。罕见的是文章中植物和动物被认为是(例如,解决,1984,1988年)。这已经改变随着支序分类学的方法和理论问题已经发展有贡献的动物学家和植物学家。同时,早期的重要贡献的植物学家Walter Zimmermann系统分类的诞生(齐默尔曼,1959)已经转向光(多诺霍Kadereit, 1992):他的作品早已被亨尼希的作品(尤其是的成功亨尼希,1966)。

评估的相对贡献动物学家和植物学家的发展可以找到相同的概念Hoßfeld和奥尔森(2005)谁没有援引植物学论文除了重建这段历史巴赫曼(1989);和Kleisner (2007)在同源性在生物科学理论的形成引用只有8个植物出版物154种图书的书目。

一个原始的贡献植物比较形态学,预期通过几幅作品乔木(1941,1950)和齐默尔曼(1959 b)是连续形态学或模糊Arberian形态(例如,解决和另一幅作品《年轻,1992;Rutishauser 1995,1999年;Rutishauser岛,2001年;Rutishauser et al ., 2008),作为另一种古典形态。在后者中,维管植物组织的传统项目,例如,根,射击,和叶,被视为与明确的边界和概念,原则上,没有中间体;在模糊Arberian形态,这些结构类别被视为与模糊边界的概念,允许任何中间的发生。这种理论多元化在植物科学”提供了一个有益的、互补的视角对今晚的模块化,(但)这一事实经常被忽视了”(Vergara-Silva 2003在植物学,p . 260 - 1),我们天(解决,2022在动物学)和几乎忽视。

植物和动物在evo-devo-exchange和共享

分类范围

所指出的贝特曼和DiMichele (1994,p . 63),“最杰出非凡的曲目(然后)生活进化的散文家,s·j·古尔德,值得注意的是缺乏植物的例子。评论王国植物界的演化机制和真菌[…]更少,吸取少量修改理论本质上是zoocentric。”

分类在学术期刊报道雷竞技电竞体育竞猜平台

“[M] ost当前的努力建立的边界和内部结构(今晚)依靠有关的信息只有一个王国的个体发展发生:动物”(Vergara-Silva 2003,p . 250)。

文献计量分析的内容具有代表性的期刊学科覆盖跨度发育生物学与进化发育生物学之间展示了强烈的偏见在这些领域的动物和非常有限的交流的主流研究专注于雷竞技电竞体育竞猜平台植物和动物,分别。样例(表1)包括22个期刊,其中19例雷竞技电竞体育竞猜平台已经40标题在当前列表中选择标题被科学的网络覆盖¹发育生物学的范畴。剩余的标题,一个(《进化生物学》)已经从网上选择进化生物学的科学杂志列表(60标题的列表,其中四个也存在于发育生物学和列表都包含在本文的分析);剩下的两个标题(BMC发育生物学,雷竞技rebat生态和前沿Evolution-Evolutionary发育生物学添加了),因为他们的内容,尽管他们没有从当前网络的科学报道。表指定的范围年《华尔街日报》的内容被取样。对于一些期刊具有很雷竞技电竞体育竞猜平台高发表论文的数量,分析是有限的一年在三个时间跨度覆盖。总的来说,发表在采样的期刊上发表论文的总数/年66667篇文章。雷竞技电竞体育竞猜平台除了实验动物学杂志B部分,没有杂志标题建议倾向赞成动物作为研究对象,然而植物覆盖率超过5%只在五个期刊:雷竞技电竞体育竞猜平台《进化生物学》之后(16.1%在2000年之前,但只有7.7%),部分进化发育生物学的雷竞技rebat生态学与进化前沿(9.9%),EvoDevo(8.4%),《创世纪》(8.3%在2000年之前,但只有1.1%之后),当前主题在发育生物学(5.2%)。更可怜的是文章的存在生物除了动物和植物,除了盘基网柄菌,比植物更频繁地对待BMC发育生物学,发展,生长和分化,发育生物学,分化,特别是在pre - 2000卷《创世纪》。

表1

表1。定量分析的论文以外的生物(植物、动物盘基网柄菌,其他人)的主要期刊在发育生物学和进化发育生物雷竞技电竞体育竞猜平台学,和《进化生物学》。

一些动物和植物以外的真核生物

团藻

所描述的林奈(1758)作为最后一个属的蠕虫类Zoophyta,团藻仍在生态省的大约一个世纪。例如,我们发现它格兰特(1841)的轮廓比较解剖学,提供知识的现状,草图和进步的发现,在科学;和设计作为介绍动物生理学、并在动物学分类的原则,它被描述为一个有甲壳的微生物(p。3),或一个复合总微生物(p。249)。

参数表明其在植物王国的位置,首次提出1850年左右,但没有立即接受。这就解释了科恩的选择来描述相关的属Stephanosphaera(目前在Haematococcaceae Chlamydomonadales如团藻科的家庭中团藻是分类)Zeitschrift毛皮wissenschaftliche Zoologie“动物学家迄今为止唯一感兴趣的形式Volvocines,甚至现在,他们似乎不愿意离开这个有趣的家庭,植物学家,随着将以后的发展,他们却错误地声称“(科恩,1852,p . 91)。

动物学家们的兴趣团藻已经持续了相当长。的数字化副本科恩(1875)死Entwickelungsgeschichte der Gattung等同团藻属的发展团藻)可以通过生物多样性遗产库(ed)属于动物图书馆。

比较动物和团藻时尚的至少一个世纪,还偶尔提出。团藻一直作为一个模型系统研究多细胞生物的个体发生和发展史和细胞分化,经常强调的情况下这个殖民绿藻的相对简单的组织很容易研究发育过程(例如,胚胎发生、组织重构和细胞分化)类似于更复杂的生物,动物和植物(例如,邦纳,1950;柯克,2000;施密特,2003;Desnitskiy 2009;Nishii和米勒,2010年;赫伦,2016;马特和Umen, 2016年)。许多研究都集中在特征所独有的团藻,如胞质桥,发生在这个藻类的细胞间依恋类型的形态发生,不同的连接存在于动物细胞和植物的胞间连丝(绿色和柯克,1981年;绿色et al ., 1981)。困惑了很长一段时间,动物学家之间的相似性转化的细胞层观察到在早期阶段(“胚胎”)团藻形态发生和类似的行为sponges-similar但无关(邦纳,1950;霍恩et al ., 2015;赫伦,2016;Desnitskiy 2018)。

不幸的是,而不是包括比较基于一个合理的系统发育背景,一些研究使用团藻正式morphocline作为一个关键步骤,例如,从同配生殖到卵式生殖(赫伦,2016)。

索赔(例如,von der Heyde Hallmann, 2022),volvocine藻类显示两维管植物和动物的共同特征是无趣的,除非放置在正确的系统上下文,表明这些共同特征主要是平行进化的结果。可以肯定的是,它不使用帮助,在比较广泛的背景下,旧的分类术语如“大群藻类(包括绿、红、褐藻,硅藻、甲藻)”(p . 1327)。例如,对比其与单细胞的相对的衣藻reinhardtii也是一位建立生物模型,von der Heyde和Hallmann (2022)压力的利益Volvox carteri作为一个有机体与germ-soma分化的早期例子。这是一个有趣的特性本身和证明比较分子遗传分析了解不同的基因调节germ-soma分化(施密特,2003;赫伦,2016;马特和Umen, 2018年)。然而,在系统发育的角度是不能帮助解释germ-soma区别在这两种动物的进化(其家族分裂的绿藻更早比volvocines germ-soma区别)的出现或植物,从一个不同的组的绿藻germ-soma区别显然是缺席(但有一些建议隔离早期细胞谱系的存在,例如,Lanfear 2018;任et al ., 2021)。

盘基网柄菌discoideum

时的第一个研究细胞黏菌从发育生物学的角度来看,这是长明显,这些生物没有植物或动物的近亲。很长一段时间他们分类(或附近)的真菌,只有在宇宙的真核生物,不属于任何这三个伟大的血统,而是一个巨大的辐射形式,单细胞或多细胞,越来越复杂,经常激进的分类变化。

日益频繁的生物周期和发育生物学的文章盘基网柄菌从上个世纪中期因此邀请我们澄清这些研究对动物和植物的传统。所示表1,文章的存在细胞黏菌发展生物学期刊上一直是公认的,有时甚至比关于植物的文章。雷竞技电竞体育竞猜平台事实上,这条线的研究走出农业期刊(例如,雷竞技电竞体育竞猜平台强奸犯,1937)和细菌学(强奸犯和史密斯,1939年)通过的植物学(邦纳,1944),最后,在发育生物学期刊没有特定的动雷竞技电竞体育竞猜平台物或植物的焦点(Strmecki et al ., 2005),保留至今的特权在研究生物体的过渡从单细胞到多细胞条件(例如,Kessin 2001;Schaap 2011)。

今晚的核心概念和研究议程

自第一进化发育生物学的出现作为生物学的学科领域,一场辩论了,和仍然是开放的,可以被认为是其核心问题。某目前似乎已经达成共识的优先地位三个概念:模块化、可发展性,和创新。

至于模块化,我们可以参考克林根贝格(2005p。6)定义:“模块组合内部紧密集成的部分相对许多和强烈的相互作用,但相对独立的因为只有相对较少或模块间的弱相互作用。”

这个概念在动物文学找到了更大的空间,例如,关于串行单位(椎骨、段等)可辨认的沿着主体轴的脊椎动物,环节动物、节肢动物,而不是在植物学,例如,植物繁殖单位而言,植物体的基本构建块组成的侧定机关、腋分生组织,一个节间(Jaramillo克莱默,2007;贝尔,2008)。

然而,即使在动物学,“超过两年的动物研究细分未能产生一个分割的定义,甚至适用于大多数情况下。此外,讨论市场细分通常减少分割的定义和争论是否实际上是分段描述的动物或系统,而不是争论的发展机制和演化过程”(汉尼巴尔和帕特尔,2013年,8页)。在节肢动物的情况下,传统的观念,他们的身体是由段必须更换(巴德,2001;褐,2005,2008年)认为这些动物的身体有一个单位重复系列的多样性,在一定程度上,但不一定或普遍融入块段对应的传统形态。

争议的本质的概念模块经常被讨论的话题(施洛塞尔2002;Schlosser瓦格纳,2004;Callebaut Rasskin-Gutman, 2005;Omont和篮子,2005;范Speybroeck 2005;米切尔,2006;瓦格纳et al ., 2007;Esteve-Altava 2017)。

从进化的角度来看,然而,最有趣的是对比的进化局限于部分对应于well-recognizable生物形态模块和系统性变化的实例扰乱预先存在的模块化组织(,降雨量2015 b)。的植物,最著名的案例是河苔草属植物浮萍。整个河苔草属植物的营养结构(河苔草科;例如,Rutishauser 1995)偏离强烈相比,所有其他开花植物。最派生形式更让人想起一个藻类植物的根、茎、树枝和树叶。在浮萍,阿鲁姆家庭内的基底分裂血统(天南星科)(第24位et al ., 2014),整个光合结构是减少到一个浮动的盘状的身体,与一个或多个根:极端简化实现Wolffia arrhiza,subspherical绿色斑点直径小于1毫米。类似的系统性变化在寄生动物中并不罕见。代表性的三种强烈修改血统的刺丝胞动物,也就是说,Buddenbrockia(像虫的寄生虫的淡水苔藓虫;Jimenez-Guri et al ., 2007),Polypodium(一个不规则的果冻团与一些丝状的预测生活在鲟鱼的鸡蛋;西达et al ., 1995整个集团),Myxozoa(目前753个物种中列出目录的生活,2022年)生物的复杂的生命周期分类在过去在两个不同的原生动物类(狼和Markiw, 1984年;西达et al ., 1995)。

至于可发展性,似乎仍难解决大多数学者可接受的定义(例如,看到,降雨量2017 b;佩恩和瓦格纳,2019年;和文学在其中)。让我们提West-Eberhard (1998可发展,p . 8417)的定义为“特殊特性的系统的能力来促进改变,”克林根贝格(2005p . 221),专注于“人口应对选择的潜力或接受非自适应性进化的漂移。关于这一主题的“重要贡献来自动物(例如,Hendrikse et al ., 2007)和植物今晚的(例如,是和穆伦,2004;Pigliucci(匹格里奇),2008)。

最后,创新和小礼品成为话题的价值目标在进化生物学的研究首先在动物学(例如,娃和Vaurie, 1948;娃,1954,1960年;一杯啤酒,1965;担心,1969),后来在植物学(例如,刘易斯,1962;肯纳先生,1964)。基本文献仍主要是动物(例如,Moczek 2008;瓦格纳,2011;Peterson和穆勒,2013年;欧文,2017,2021年;奥克利,2017),但许多植物的例子已经强烈的目标研究近年来,如花蜜的马刺耧斗菜(霍奇斯,1997;Fernandez-Mazuecos et al ., 2018)。动物和植物的例子都是一起从宏观进化论的角度讨论史(2016 b)。

讨论和结论

在一篇文章中写的场合推出的进化发育生物学前沿部分雷竞技rebat雷竞技rebat生态学与进化前沿(2015年,降雨量),我的列表列出今晚面临的重大挑战。可能再次占据这个列表,确定贡献给每一个到目前为止的传统研究集中在动物、植物的传统相比,找出在欠发达行业可以方便地作为一个刺激和传统的例子以其他王国的生活。这个列表包括evolution-centered和development-centered问题。他们中的一些人是迄今为止的追求主要在动物的上下文,例如,限制发展进化,进化的可逆性,这种发展过程,adultocentrism (2003年,降雨量),发育沙漏(参见“发展型沙漏”的一节),和释放的内化输入转换polyphenism多态性;或者在一个植物,例如,新奇的水平基因转移后;同质异晶(植物:'Cosh, 1851;Uittien 1928;也参见上述模糊Arberian形态部分“比较方法:对比传统”;动物:2000年,降雨量);其余的在这两个领域,例如,saltational进化(参见“saltational进化”的一节),形态学瘀,表观遗传学。

发展模式与流程是什么

所指出的Pradeu et al . (2016,p . 176)”,包括或不包括植物研究的发展改变了我们的愿景发展:它质疑开发仍在成年期(Steeves和苏塞克斯,1989年),是否再生是发展的一部分桑切兹·阿尔瓦拉多伯恩鲍姆和,2008年)和发展是否应该定义分子(在这种情况下,“开发”意味着两件不同的事情对植物和动物)或相当水平的一般原则(在这种情况下,可能存在一个统一的意义的发展,适当的植物和动物)(由于2002年;Vervoort 2014)。“我们对这些基本问题的看法会需要额外的调整如果我们进一步扩大分类范围,包括至少剩下的多细胞生物邦纳,2003),也可能单细胞的。真菌,特别是历史上那么引人注意,从生物学家比他们的植物和动物。缺乏关注[…]同样明显的是在生物学哲学文学,真菌往往完全忽视或提到只有植物和动物的病原体”(眠蚕,2017,p . 1117)。另一组的多细胞生物,最后获得注意力从广泛的角度比较发育生物学和生活史研究褐藻(例如,科埃略et al ., 2020;Heesch et al ., 2021),而相应的进步是红藻仍然缺乏。

根据传统的角度来看,“多细胞生物研究发展研究”(邦纳,2001)。然而,从发育生物学是不必要的(排除单细胞2020年,降雨量;摩尼Tlusty, 2021;史和Valero-Gracia, 2022)。其生命周期,一些单细胞进行戏剧性的和可预测的转换,除了那些相应的沿着细胞周期进展(例如,Bozdech et al ., 2003;马修斯,2005;Ehrenkaufer et al ., 2007;卡巴尼et al ., 2009;Dayel et al ., 2011;Fairclough et al ., 2013;Sebe-Pedros et al ., 2016)。除了真核单细胞,它甚至可能认为,发展过程中也可辨认的原核生物(例如,弗莱明et al ., 2016;施瓦茨曼et al ., 2022)。

一个健壮的衰减之间的障碍仍然存在学科传统与大分类群的可以给面临的一个重要推动新方法,从发育生物学角度和可能在今晚的角度来看,搭建系统的一个特定类,即。、植物虫瘿。

搭建发展系统(2016年,降雨量)依靠资源不喂养新陈代谢,但严格要求形式的出现。最受欢迎的一类搭建系统multigenomic生物如人类微生物群。在这种情况下,所有的合作伙伴通常视为脚手架合作伙伴,参与的发展实际上被认为是唯一的合作伙伴进行发展。

唯一的主要例外通常单极方法是地衣,但植物虫瘿在这方面也值得关注。共生菌体的形态发生形式找到了一个(小)在发育生物学(例如,Honegger 1996)。五倍子很少被视为产品的开发流程,他们认真应得的东西。许多植物虫瘿,特别是那些涉及昆虫,有一个非常具体和复杂形状,与具体和复杂形状的生物繁殖的能力。最后,我们开始读一些研究基因表达(贝利et al ., 2015;Nabity 2016;武田et al ., 2019;Korgaonkar et al ., 2021)最终证明gall组织他们解剖(一样不同的转录马丁森et al ., 2021;cf。舒尔茨和石头,2022年)。在羞辱“扩展表型”(舒尔茨和石头,2022年)我们发现互惠脚手架的例子(2017年,降雨量),表型可塑性、同质异晶和组合相同的模范的一般生物学重要性。

发展沙漏

在几个主要血统的后生动物,例如,脊椎动物和节肢动物的最早阶段传统虫卵长大至成虫发展轨迹通常是强烈的(例如,一只鸟卵与人工受精卵),但随后个体发生一个阶段(phylotypic阶段;砂光机,1983)最大的相似性,又有分歧日益不同的形状。第一个收敛,然后发散的胚胎形态模式被称为发展沙漏,或定时器(Duboule 1994)。这种模式显然不局限于动物。的研究(五胞胎et al ., 2012;Drost et al ., 2015)表明,植物胚胎发生也遵循一个沙漏模式在分子水平上的发展。不论问题使用相同的术语“胚胎”在两种植物和动物,收敛沙漏模式表明胚胎发育的最大保护在中间阶段一般规律性的今晚的多细胞(Cridge et al ., 2019)。

Saltational进化

对比的广义接受进化论的观点被连续无知觉的变化,主要变化仅造成轻微修改的积累在长序列的一代,几个saltational进化已报告的实例,在动物和植物王国。直到最近,动物学家忽略了植物学家的描述和解释的贡献saltational进化的模式,例如,贝特曼和DiMichele (1994,2002),看到也Vergara-Silva (2003)。最后,互惠照明一直提倡支持saltational表型进化的例子描述的植物和动物,分别,当一个动物的例子(Chagas-Junior et al ., 2008)已经被称为植物的一篇文章(Theißen 2009)和植物的例子(Theißen 2006在动物学出版)(史et al ., 2009)。

功能与形态的角度

比较解剖学的动物,缺乏明确区分的身体部位被界定的形态术语和器官功能的基础上定义的标准一直在矛盾和矛盾的来源。分离两个阅读标准导致的困难,例如,在安东语义并发症多恩的阐明的原则变化的函数(普林西普des Funktionswechsels;多恩,1875;2021年,降雨量)。相同类型的问题也陷入困境的植物,例如,在命名的进化解释和花的部分(例如,2018年,降雨量)。例如,在区分萼片和花瓣,通常的标准,例如:颜色、数量的维管束和发展时机,不能普遍应用(Ronse De Craene 2007;Ronse De Craene Brockington, 2013)。植物中有两个螺环的花被器官,外部螺纹的萼片通常可以区别一个内部螺纹的花瓣,但这是一个问题,当螺环sepaloid或似花瓣的。这种情况下显然带来支持华纳et al。(2009)根据“马赛克理论”之间的关系质量(sepaloid或似花瓣的功能)和位置本身就是一个进化的产物,和一个花器官还可以包括左、右部门具有不同的品质。

创造性的学科整合

集成不同链之间的生命科学auto-organization几乎不会出现。等搜索引擎谷歌学术搜索可能有助于探索文学领域的专家省以外的个体研究人员已经习惯了工作,但AI指导下面的逻辑导航至少需要一个动力,也许创造性开始推出合适的搜索字符串。跨学科期刊,如样本上面所讨论的,可能雷竞技电竞体育竞猜平台提供机会开放我们的注意力到不熟悉的主题,具体来说,刺激动物发育生物学或进化发育生物学研究寻找潜在并行的故事在植物中,反之亦然。然而,更有用的是在线研讨会提供的机会,特别是在项目的谈判代表大会或会话覆盖两种植物和动物可以适应。但这些受欢迎的机会很难提高互惠传统照明,动物和植物能够生产,除非越来越多的科学家越来越习惯于遵循这两个领域的发展。

这可能并不容易。1966年,美国动物学家协会更名为社会综合与比较生物学;6年后,其期刊(以前,美国动物学家)成为综合比较生物学。这是一个深思熟虑的努力刺激更广泛的知识交流。然而,到目前为止,这个项目的成功已经很微薄的:20多年后,改变社会的名字,“SICB仍主要是一个社会支持综合动物学研究”(奥格朋,爱德华兹,2019)。

研究人员参加大型国际国会可能更受一些大型讲座漫游通过不同的生命之树的分支比几十个会话相同的国会,严格关注植物的一部分,其他的动物,更不用说窄分类分区。这些话写二十年来,Vergara-Silva (2003,第269页;斜体的原件)警告仍然保持其完整的有效性:“不但要动物今晚的生物学家承认植物中发现了:两个阵营还应该更深的抽样对象的研究中,两个过程或分类单元。目前没有办法确保developmental-genetic机制到目前为止,在这两种动物和植物,是唯一可能的流程确定潜在的evolution-evolvability-existing自然种群。”

最后,更加开放的态度出现令人鼓舞的迹象,至少从基金会(2006)欧洲社会的进化发育生物学,9年后的美国姐姐,泛美社会进化发育生物学。这两个活泼的代表大会的社会,机会混合学者致力于植物和动物之间的经历,分别越来越频繁,尽管大部分的贡献独家谈判仍包裹在动物或植物座谈会。但在海报的挤长排之间的空间,最近的邻居的植物evo-devoists驻扎接近他们的工作经常是年轻的动物实验室的研究人员。在这里,交流是容易得多比在演讲大厅举办正式的结构化的座谈会。这些年轻的研究人员属于同一人群参加暑期学校的一个或多个版本的进化发育生物学自2009年起在威尼斯举行。正是从这种类型的事件,新一代的研究者希望出现,能够整合最好的两个学术传统,太独立。

作者的贡献

问:概念化、调查、写初稿,审查和编辑。

确认

作者感谢马里奥Coiro他的邀请作出贡献一篇文章的研究课题“互惠照明和植物进化发展一致,”阿里安娜Gualdi她珍贵的帮助矿业文献信息中总结表1,两个评论家早期版本的建设性的批评。

的利益冲突

作者说,这项研究是在没有进行任何商业或金融关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

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脚注

^https://mjl.Clarivate.com

引用

阿加西,L。,Strickland, H. E. (1848).Bibliographia zoologiae geologiae。一般目录的所有书籍、大港和回忆录动物学和地质学。伦敦:射线的社会。doi: 10.5962 / bhl.title.56049