Эволюция онтогенеза = Evolution of ontogenesis

ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 5 Глава 1. ФЕНОМЕНОЛОГИЯ И МЕХАНИЗМЫ ЭВОЛЮЦИИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ............................................................................ 9 Становление эволюционной биологии развития ................................................... 9 Механизмы эволюционных преобразований: гетерохронии, гетеротопии, сопряженность гетерохроний, гетеротопий и аллометрии ................................. 14 Эволюционные преобразования плана строения в онтогенезе животных .................................................................................................................. 26 Модульный принцип организации Metazoa .......................................................... 33 Морфоцентрический и геноцентрический подходы ............................................ 37 Глава 2. ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ОНТОГЕНЕЗА ............................................... 41 Некоторые механизмы и ограничения эволюционных преобразований онтогенеза .................................................................................... 46 Палеонтологические данные об эволюционных изменениях развития отдельных групп животных ................................................................... 48 Глава 3. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИХ И ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ................................................................................................................ 62 Сравнительная геномика ........................................................................................ 62 Эволюция регуляторных систем: транскрипционные факторы ......................... 68 Сходство и различия генетического контроля развития у животных и растений ................................................................................................................ 71 Генетический контроль морфогенеза: роль Нох-генов в развитии билатеральных животных ....................................................................................... 74 Эволюционные преобразования системы Нох-генов........................................... 80 Модификации и нарушения целостности Нох-кластера: транслокации, инверсии и потери Нох-генов ................................................................................. 96 Гены, определяющие временньй контроль процессов развития ...................... 101 Роль микроРНК ...................................................................................................... 102 Сети генных взаимодействий ............................................................................... 105 Глава 4. РОЛЬ ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ РЕГУЛЯЦИИ ПРОЦЕССОВ РАЗВИТИЯ ......................................................................................... 111 Метилирование ДНК ............................................................................................. 113 Модификации гистонов ........................................................................................ 131 Короткие РНК и РНК-интерференция................................................................. 138 Инактивация Х-хромосомы .................................................................................. 146 Геномный импринтинг .......................................................................................... 150 Эффект положения гена ........................................................................................ 153 Парамутации .......................................................................................................... 156 Супрессия транспозонов....................................................................................... 157 Прионизация белков .............................................................................................. 160 Глава 5. ДУПЛИКАЦИИ ГЕНОВ И АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ СПЛАЙСИНГ – ПОСТАВЩИКИ МАТЕРИАЛА ДЛЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ И ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ .................................................. 163 Дупликации генов ................................................................................................. 163 Полиплоидия .......................................................................................................... 180 Альтернативный сплайсинг .................................................................................. 189 Глава 6. ГОМОЛОГИЯ ГЕНОВ И КОДИРУЕМЫХ ИМИ БЕЛКОВ....................... 193 Гомеобокс-содержащие гены и гомеодомены..................................................... 194 Гемоглобины .......................................................................................................... 195 Гены, контролирующие развитие отдельных органов и тканей ....................... 199 Регуляторные гены миогенеза .............................................................................. 199 Рах6 и развитие глаза ............................................................................................ 207 Глава 7. ПОЗИЦИОННАЯ ИНФОРМАЦИЯ, МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОЛЯ, ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЙ ЛАНДШАФТ УОДДИНГТОНА .......................... 210 Позиционная информация и морфогены ............................................................ 210 Морфогенетические поля зиготы и зародыша.................................................... 213 Эпигенетический ландшафт Уоддингтона .......................................................... 231 Динамика метаболических процессов в онтогенезе и эпигенетические ландшафты ............................................................................ 234 Глава 8. СМЕНА И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ СТАДИЙ И ПРОГРАММ РАЗВИТИЯ .. 239 Проморфология яйцеклетки ................................................................................. 239 Контакт гамет, ооплазматическая сегрегация, осевая симметрия .................... 241 Переключение материнской программы развития на зиготическую ................. 243 Прямое и непрямое развитие ............................................................................... 264 Эмбриогенез растений .......................................................................................... 272 Глава 9. СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ КАК РЕСУРС РАЗВИТИЯ И РАЗМНОЖЕНИЯ ОРГАНИЗМА ........................................................................... 277 Системы стволовых клеток многоклеточных организмов ................................ 277 Детерминация линии гаметогенных клеток в развитии .................................... 280 Гаметогенные и соматические стволовые клетки: сходство и различия .............................................................................................................. 289 Эволюционные преобразования клеточных ресурсов развития ....................... 292 Сходство и различия стволовых клеток животных и растений ........................ 296 Глава 10. РАЗНООБРАЗИЕ, ПЛАСТИЧНОСТЬ И ЦЕЛОСТНОСТЬ ОНТОГЕНЕЗА ............................................................................................................ 300 Разнообразие жизненных циклов Metazoa.......................................................... 300 Эмбриогенез и бластогенез .................................................................................. 307 Регулятивные возможности систем эмбриональных клеток............................. 313 Пластичность онтогенеза и жизненных циклов животных и растений ........... 316 Целостность онтогенеза и эволюционная стратегия ......................................... 320 Преобразования симметрии и топологии в развитии и эволюции Metazoa .... 323 ЗАКЛЮЧЕНИЕ: АРОМОРФОЗЫ И ИДИОАДАПТАЦИИ В ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЯХ ....................................................... 334 ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................................. 338