6、线虫发育与进化中细胞和基因的网络机制

线虫发育与进化中细胞和基因的网络机制

1. 网络概念在生物学中的重要性

在现代生物学的众多领域，网络概念都极为有用。生物系统呈层级式组织，在多个组织层面形成相互作用模块的网络。从生态系统、物种种群、个体生物，到生物体内的器官、组织和细胞，以及基因网络和信号级联反应，都是层级系统中相互作用单元构成的网络。在每个层面，都有多个单元（模块）相互作用形成复杂网络，所以网络概念可应用于众多生物现象。

发育生物学和进化生物学虽研究目的有所不同，但都采用整体研究方法，网络概念对两者都至关重要。发育生物学旨在理解个体生物发育的机制和原理，如单细胞卵子如何发育成成体、细胞在发育过程中的相互作用以及哪些基因控制细胞的增殖、决定和分化等。进化生物学则试图理解生命起源和多样化的模式与过程，如物种数量、系统发育关系、物种形成方式、进化机制以及发育程序的哪些改变会导致新的进化表型。近年来，随着分子发育遗传学的重大突破，“进化发育生物学”这一跨学科研究领域兴起，它试图揭示发育过程和进化模式之间的关系。

2. 线虫发育生物学：细胞层面的研究

秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）是发育生物学中重要的模式生物。自由生活的线虫如秀丽隐杆线虫具有“不变”的细胞谱系，成体生物仅由约1000个体细胞组成。“不变性”意味着发育过程中的细胞分裂模式高度可重复，同一物种的所有个体几乎相同。这种特性使研究人员能够在单个细胞水平上研究发育过程，并分析细胞间的相互作用。结合遗传和分子分析，可实现对发育过程在细胞、遗传和分子水平的综合理解，从而在相邻的层级组织水平上生成相互作用模块的网络。

3. 线虫外阴形成案例研究

秀丽隐杆线虫的外阴形成是研究