發育生物學棎討生物自發生至死亡各個階段之生命現象，由於大多數生物在出生或孵化前已完成其型體大部分的發育，因此發育生物學主要差重於胚胎時期之探究，也順理成章地承繼了自十八世紀即已開展的傳統胚胎學由於過半世紀以來的細胞學、遺傳學及分子生物學的精進，促使發育生物學成為生物科學中進展最為快速的分支領域之一，尤其分子生物學所揭開發育程式中之分子層次面紗，更讓傳統胚胎學的「知其然」進一步發展到現今發育生物學中「知其所以然」之新境界。

 

　　近二十年來，各國大學紛紛成立發育生物科系及研究所，國內雖無相關名稱之系所設立，卻也逐年增開相關課程或學程，國科會也已將發育生物學列為生命科學主要項目之一，許多生物或生命科學系所更試圖將此課程往下紮根，從大三開始教授，但坊間出版之中文相關教科書或參考書卻相當有限。北京大學樊啟昶及白書儂兩位教授花了數年的時間，不僅參考了國外數本主要的發育生物專者（例如，Gilbert之”Developmental Biology”及Wolpert L.之”The Principles of Development”等）更實際聽取分析美國兩所大學之教學過程，而於去年完成《發育生物學原理》一書的編寫。本書主要分成動物的發育、植物的發育、發育機制和原理的討論及發育與演化四個部分。在前面兩部分，將各種動植物模式具體的發育內容作一詳實的介紹，再將其中的機制原理進一步闡述，並推展至更多發育的實例，在本書的最後一部分並將目前正當紅的演化收納進來，闡明各物種發育在演化中之保守及變異。整體而言，本書內容豐富，敘述詳明，對於想要一探發育生物學的讀者而言是一本相當不錯的入門書。

 

　　今年藝軒出版社取得北京高等出版社之授權，以繁體字在台發行，由於兩岸詞彙用語之差異性，因此於編訂此書時，除了更正一些遺誤外，並對一些語法及專有名詞之譯名，作了些許的更動，以方便台灣讀者的閱讀習慣。期望藉由本書之在台出版，啟發更多學子學習發育生物學之興趣，並甚而進一步領略發育生物學在生命科學中承先啟後之精意。

 

 

2003年10月

李　鴻　　中央研究院分子生物研究所副研究員

 

謝秀梅　　國立台灣師範大學生命科學系助理教授

 

　　　　　國立陽明大學命科學系兼任助理教授

第一部分　動物的發育

 

1動物的發育模式

 

1.1由雙生活週期和發育的形態變化看動物的多樣性

 

1.1.1動物的生活周期3

 

1.1.2動物的形態結構特徵及其發育建構的多態性

 

1.2動物胚胎發育模式及動物的胚胎發育

 

1.2.1動物胚胎發育模式及其階段劃分

 

1.2.2模式動物的胚胎發育圖譜

 

1.3發育生物學對動物發育現象的新理解

 

1.3.1發育體制

 

1.3.2當前動物發育研究的幾個重點

 

2胚胎發育的準備

 

2.1生殖幹細胞的命運決定和遷移

 

2.2生殖細胞的發育與分化

 

2.2.1精子的發生

 

2.2.2卵細胞的發生

 

3胚胎的早期發育──門類體制特徵的建立

 

3.1受精──胚胎發育的啟動

 

3.2囊胚──從單細胞到多細胞

 

3.3原腸胚──三胚層建立

 

3.4神經胚──脊椎動物門類體制特徵的確立

 

4器官系統發生的奠定

 

4.1動物胚胎發育中器官系統發生奠定階段的存在

 

4.2脊椎動物器官系統發生的奠定

 

4.2.1中胚層的早期發育

 

4.2.2內胚層的早期發育

 

4.2.3Hox的進一步分化

 

4.2.4胚胎背─腹與左─右方向上的分化

 

4.3節肢動物體節的形成與分化

 

4.3.1果蠅體節的形成與分化

 

4.3.2節肢動物的長胚基模式和短胚基模式

 

5動物成體組織結構的形成和器官系統的發生

 

5.1動物器官系統發生總論

 

5.2脊椎動物神經系統的發生

 

5.3脊椎動物腎臟及泌尿系統的發生

 

5.4脊椎動物肢體的發生

 

5.5性腺的發育

 

5.5.1哺乳動物的性別決定

 

5.5.2果蠅的性別決定

 

5.5.3線蟲的性別決定

 

6變態

 

6.1動物的變態

 

6.2變態的發育控制

 

6.2.1昆蟲的變態

 

6.2.2兩棲動物的變態

 

7胚後發育與生長

 

7.1哺乳動物的胚後發育

 

7.2動物的生長

 

7.3對發育遠程控制的進一步討論

 

8衰老與死亡

 

8.1動物的衰老與死亡現象

 

8.2衰老機制的研究

 

小結

 

第二部分　植物的發育

 

9植物發育的模式

 

9.1不同植物類群的生活史和形態建立的基本特點

 

9.2植物發育的核心過程與基本模式

 

10植物發育中的莖端分生組織

 

10.1莖端分生組織的形成、形態變化 與活動終結

 

10.2側芽的發生與莖端分生組織的重 組

 

10.3莖端分生組織的活動與組織的分 化

 

11側生器官的形成

 

11.1子葉的形成

 

11.2營養性葉的形成

 

11.3花器官的形成

 

11.4胚珠的形成

 

11.5非側生器官的形態建構：根與莖及其在植物發育中的地位

 

12減數分裂、孢子與配子的形成和受精

 

12.1大、小孢子母細胞的分化、減數分裂與大、小孢子形成

 

12.2配子的形成

 

12.3配子的傳遞

 

12.4受精、幼胚與胚乳的形成

 

13植物適應固著生長方式的一些特殊發育現象

 

13.1光對生活週期完成的調控

 

13.2植株發育單元內與發育單元間的協調

 

13.3分枝與營養繁殖

 

13.4物種的傳播

 

小結

 

第三部分 發育機制和原理的討論

 

14細胞分化是發育建立的基礎

 

14.1多細胞生物細胞分化建立的條件

 

14.1.1細胞分化的遺傳訊息以及其訊息傳進

 

14.1.2訊號系統與細胞分化

 

14.1.3細胞間質對細胞分化的重要作用

 

14.2細胞的近端誘導分化

 

14.2.1旁泌素

 

14.2.2近端誘導細胞分化的主要特徵

 

14.3細胞分化的遠程控制

 

14.3.1激素

 

14.3.2遠程控制細胞分化的主要特徵

 

14.4發育過程中細胞分化類型

 

14.5細胞系與幹細胞

 

14.6細胞凋亡與發育

 

14.7發育中的細胞分化決定與細胞核在發育中的編程現象

 

15自行組織在發育中的重要作用

 

15.1發育中的細胞自行組織現象

 

15.2細胞黏著與親和的分子基礎

 

15.2.1細胞黏著分子

 

15.2.2受質黏著分子

 

15.2.3細胞連接分子

 

15.3對生物自行組織現象的進一步討論

 

16集約化是發育組織的重要手段

 

16.1發育在空間和時間上的集約化現象

 

16.2發育中區域和階段分化的建立

 

16.3發育集約模塊的自主和可塑屬性

 

16.4對發育集約化現象的進一步討論

 

17發育程序的建構及其主要特徵

 

17.1多細胞生物發育程序的建構

 

17.1.1基因組是發育程序建立的最主要的訊息儲備庫

 

17.1.2程式級聯是發育程序組建的基本方式

 

17.1.3複雜的基因表現和細胞間訊號調控系統是發育程序運行的執行者

 

17.2多細胞生物發育程序結構的主要特徵

 

17.2.1發育程序具有超循環的結構

 

17.2.2發育控制在程序編排上的交替和重疊現象

 

17.2.3多細胞生物個體生存的不可持續性

 

17.3植物與動物發育程序的比較

 

17.3.1問題的提出

 

17.3.2從植物與動物最重要的不同──自營與異營談起

 

17.3.3對動物和植物的發育程序結構的分析

 

18多細胞生物對內外環境的探察性發育

 

18.1環境對發育的影響

 

18.2神經系統與免疫系統的學習性發育

 

18.3生物個體性別發育中的環境決定現象

 

18.3.1多細胞生物性別表達的多態性

 

18.3.2生物界廣泛存在著受到環境影響之性別發育的現象

 

18.3.3對性別決定現象的進一步討論

 

19多細胞生物個體的整體維持和修復與重建能力

 

19.1從多細胞生物的再生現象說起

 

19.1.1生理再生

 

19.1.2修復再生

 

19.1.3繁殖再生

 

19.2對修復再生現象的進一步研究

 

19.2.1形變型修復再生

 

19.2.2生長型修復再生

 

19.3多細胞生物的全息屬性

 

20發育程序的穩定性與發育的失控

 

20.1對發育程序穩定性的探討

 

20.1.1什麼是生命的基本動力學屬性

 

20.1.2生命過程中包含著豐富的混沌

 

20.1.3用混沌和吸引子的思想來解析多細胞生物的個體發育和系統發生

 

20.2發育的失控

 

小結369

 

第四部分　發育與演化

 

21生物發育研究對生物演化現象提出新的思考和探察方法

 

21.1對多細胞生物演化歷史的回顧

 

21.2控制系統的演進在生物演化中發揮著重要的作用

 

21.2.1在演化上細胞學的核心程式表現出高度的同一性和保守性

 

21.2.2建立對核心程序網路的特異控制是多細胞生物演化的重要手段

 

21.2.3多細胞生物有序過程控制系統的演化

 

21.2.4蛋白質分子的演化

 

21.3從發育體制的比較和分析中探察生物演化的線索

 

21.3.1多細胞生物體制建構和器官發育編程中的同源基因現象

 

21.3.2發育過程中生長速率的調整和異時作用可產生生物多樣性和演化

 

21.3.3對多細胞生物演化現象的進一步思考

 

21.4發育生物學推動了對生物演化現象的動力學研究

 

小結

 

主要參考書

 

名詞索引

 

與發育相關的基因（因子）和突變株索引