Pillars Of Evolution：Fundamental Principles Of The Eco-Evolutionary Process
作者：Douglas W. Morris, Per Lundberg
出版：Oxford University Press
索书号：Q111/M875/2011/Y
ISBN： 978-0-19-856880-3
藏书地点：武大外教中心
如果进化是由支柱支撑的单一知识体系，支柱会是什么？我们会容忍性别的进化和物种形成共存吗？我们会把生命历史的进化与数量遗传学放在同等的地位上吗？我们用什么材料做呢？我们会把具体的例子倒进一个用理论加固的模型里吗？我们会从一个世纪的进化思想中形成的观念的沉积岩中雕刻出支柱吗？或者我们会把我们进化的石匠送到逻辑和数学的大理石和花岗岩采石场去吗？
《进化的支柱：生态进化过程的基本原则》一书于2021年由Oxford University Press出版，作者是Douglas W. Morris和Per Lundberg。本书为适应性进化提供了一个新鲜而富有挑战性的视角。新接触进化论研究的读者将会发现一种令人耳目一新的新见解，它将进化生物学确立为一门严谨和可预测的科学，而实践生物学家将会发现一本挑战传统方法的发人深省的书。这本书引导读者通过六个支柱的进化：机制，功能，结构，规模，动力学和适应性。从遗传、繁殖、运动、生存和发展的机制开始，有了这个框架之后，它将探索遗传、发育和环境之间相互作用产生性状的多种方式。关键信息是，性状(及其潜在的等位基因频率)的适应性变化通过性状的功能及其与适应性的联系而进化，从遗传到性状再到适应度的复杂映射在进化结构中表现出来。一个单一的“结构矩阵”描述了为什么个体在适应性特征的价值、他们履行这些特征功能的能力以及他们积累的适应性方面存在差异。适应性取决于生物如何在时间和空间上与环境相互作用和感知环境。这些关系在空间、时间和组织尺度上都是明确的，这也为生态在进化中一直扮演的至关重要的角色奠定了基础。依赖于密度和频率的相互作用的生态学特征使作者能够对进化动力学探索新的和令人兴奋的见解。然后将理论和原则汇集在一起，形成最终的适应综合。
Chapter 2：从名为“机制”的支柱开始。牢固地掌握力学对于我们理解进化是至关重要的，就像理解函数或适应动力学的新兴理论一样。首先回顾突变、漂移和迁移的随机过程，它们是进化变化所必需的遗传和非遗传变异的基础。然后继续讨论孟德尔继承规则中反映的系统性变化。然后回顾了基于一个位点和两个等位基因的模型来检验简单遗传的群体后果，用这些模型揭示了适应的四大定律。在这里，本书的进化地图有一个清晰而明确的基因起源。等位基因在种群、遗传学和研究的性状之间的频率有直接的联系。然而，许多定义生物并使它们能够将资源转化为后代的特性并不是一个位点一个位点遗传的，大多数基因通过复杂的发育规则、与其他基因的相互作用以及与环境的相互作用与潜在的基因结构相联系。这些相互作用产生了突现的、不断变化的特征，需要我们总结数量遗传的基础知识。本书综述了互作基因(上位性)和单基因多重效应(多效性)如何限制性状的遗传力。然后，展示了互作性、多效性和基因型x环境相互作用的约束如何限制了我们预测适应将如何改变等位基因频率的能力，并粉碎了那些寻求从基因→性状适合度再回到基因的简单锁步进展的希望。最后，本章说明了多基因性状的表达是如何受到基因间多效性和非随机关联(连锁不平衡)的束缚。适应性进化并不发生在单个个体中，而是在种群内部和种群之间运行的集体特性。因此，人口增长和下降的机制对于我们理解进化是至关重要的，就像遗传学和发展的机制一样。遗传和发育通过从遗传发育过程中创造的性状的功能获得进化背景。适应度是个体之间在其特性的能力上的相对差异，以在真正的工作有机体中发挥作用。
Chapter 3：性状和策略以两种不同的方式通过功能来适应环境。首先，考虑每个特征或策略的功能。为了根据这些功能做出进化预测，需要了解它们是如何映射到我们所研究的特征和策略上的，还需要知道它们与健康的关系。许多性状在低种群密度下的适合度与在高密度下的适合度不同，所以映射必须包含密度依赖性。最后，许多性状的适应性价值还取决于它们在群体中的频率以及群体所经历的不同环境的频率。环境、性状及其组成基因之间的相互作用表明，除了最简单的环境外，不可能预测任何事物的进化变化。即便如此，也只能通过将性状的值映射到适应度(适应度映射函数)来预测预期的进化过程。如果个体利用了不止一个环境(或栖息地)，那么就可以利用每个环境中的适应度值集来帮助探索进化是倾向于特化表现型还是广义表现型。该解决方案需要的不仅仅是适应度映射功能，还需要生成一个自适应函数，以确定每种特征在其利用的混合环境中的平均自适应值。大多数特征进化模型都假设每个特征都是独立于其他特征进化的。
Chapter 4：在限制条件下，作者预测进化动态的能力很大程度上取决于其潜在的遗传和环境结构，这种结构是由特征映射到适应性的方式来定义的。这种映射很少是直接的，因为性状只通过它们的功能与适合度联系在一起。个体的状态使这种映射变得复杂，因为功能常常随年龄、体型、身体状况、社会地位和无数其他变量而不同。而且，这种映射依赖于性状之间的相关性、它们之间的权衡、以及一系列遗传和其他选择和限制。“决定基因如何映射到特征，特征映射到功能，功能映射到适应度的规则代表了适应性进化的结构。”将这些关注点封装在结构矩阵的元素中，矩阵定义了环境、基因型、功能和执行这些功能的性状之间的联系。
Chapter 5：空间和时间代表了规定进化变化规模的众多维度中的两个。因此，规模的使用彻底为理解进化的尝试增加了另一个令人生畏的层面，当与机制、功能和结构相关的复杂性相结合时，更是如此。适合度生成函数(也称为G函数)是解决规模问题的一种方法。如果对微观进化感兴趣，可以构建G函数来模拟不同等位基因的适应度。如果感兴趣的是宏观演化，则扩展G函数以包括策略集套件。为了理解生境偏好的演化，必须将这类空间景观中的生境利用与其在适应性景观中的适应性结果映射起来。
Chapter 6：通常可以通过简化进化的复杂性来解决更普遍的问题。一种很有前途的方法是在适应度映射函数中包含自适应值。然后，它想象它可以映射出所有竞争性特征值或策略的适合度，作为种群规模的函数。这种简化使得使用产生的适应度生成函数来预测哪些性状值和策略是进化稳定的成为可能。总结数学规则，找到最优策略，评估它是否稳定，并预测未来的演变。策略可能在进化稳定的吸引点向单一最优收敛，也可能在进化分支点向新物种发散。对进化稳定策略的研究依赖于方程的数学，数学假设进化可以达到一个稳定的终点。如果这样做，进化就会停止。
Chapter 7：进化论观点的美妙之处在于，它为所有生物学家提供了一个共同的主题来指导他们的工作，而不管他们的具体兴趣是什么。对我们大多数人来说，这个主题就是适应。适应性为问题提供了答案：形式与功能的匹配(和偶尔的不匹配)，生命的多样性和发展，以及生物的分布和数量。此外，关于适应的规则普遍适用于任何存在遗传变异、生存斗争以及它们之间相互作用的系统。在很大程度上，对进化的研究就是对适应的研究。从这个角度来看，我们可以开始问，其他的适应系统是否遵循与生物进化相同的规则。任何形式的适应都需要产生遗传变异的机制，这种变化和它的功能之间一定有结构上的联系。函数必须具有适应度结果，而这些后果取决于备选战略的规模、频率和动态。
总之，《进化的支柱：生态进化过程的基本原则》一书的采用独特的方法将遗传、发育和环境的影响统一为生态进化过程的单一综合处理。特别适合于高年级本科生、研究生、以及在生态学和进化生物学方面寻求新观点的研究科学家。
本书目录：
1.简介
为什么研究进化？
进化的地图
进化的支柱
2.力学
概述
简介：尺度机制
随机变化
系统的变化
数量遗传：对力学的充分理解必须包括对多基因性状的评估
基因和性状之间的相互作用：权衡和约束束缚了适应性进化
可塑性：可塑反应是对不同环境的适应性解决方案
对适应性进化的遗传理论的一个挑战：发育和行为的可塑性能迫使基因跟随性状吗？
人口增长和下降的机制
力学的局限性：力学虽然必不可少，但不足以解释进化
反思
3.功能
概述
简介：性状与环境相遇的地方
适应度映射功能
适应度集合和适应度生成功能
自适应功能
映射
多个形状
最优形状值
反思
4.结构
概述
简介：将特征映射到适合度
性状和功能
特征、状态和策略
优化
约束和强化
不同尺度的结构
结构矩阵
特征不能映射到功能上
反思
5. 规模
概述
简介：保守的适应
建模演化中的捷径
大小和异速生长
颗粒：环境尺度如何影响进化多层次适应
处方：避免简单和复杂的谬论
反思
6. 动力学
概述
简介增
长和下降
密度依赖性和人口统计学
自适应动力学和G函数
自适应景观
进化分支
红桃皇后动力学
空间动态
Bet-hedging
营养的相互作用
反思
7. 适应
概述
引言：对生命的解释可能的，短暂的，可行的
辅助现象：树在哪里？
适应不良：失去期望还是承诺的成功？
反思：进化的主线
引用
索引
邹娟 武大生科院 博士研究生