在表型进化中蛋白质功能改变和基因表达改变的相对重要性是进化生物学中一个有争议的但仍是中心的话题。 分析了5,199个具有记录的突变表型的小鼠基因，我们发现，仅在突变时会影响形态特征的基因（称为“ morphogenes”）大量富含转录调节因子，而对那些只影响生理性状（称为“ physiogenes”）的基因则富含通道，转运蛋白。 ，受体和酶。 与生理发生素相比，形态发生素更可能是必需的和多效的，并且不太可能是组织特异性的。 形态发生子在表达过程中进化得更快，但蛋白质序列和基因增益/丢失要比生理发生剂慢。 因此，形态和生理变化具有不同的分子基础。 分离它们有助于辨别表型进化的遗传机制。

这里的形态是指总体的解剖特征。 古生物学家或解剖学家可能会感兴趣的特征和特性。生理学更多是关于功能，以及实现该功能的物理结构。 随着生理学逐渐融合到生物化学中，它自然更接近于分子生物学的规模。 当然，在另一端，生理学也与解剖学融合，因为生理学发生在解剖学家感兴趣的特征内。 通过概括，在本文的上下文中，也许可以认为生理学更细粒度，而形态学更粗略。

他们之所以使用鼠标，是因为它是一个长期用作模型生物的物种，并且在生理学和形态学方面都有许多众所周知的特征突变。 在进化研究的背景下，在这些领域中利用小鼠的历史可以追溯到20世纪初。 因此，系统生物学家已经进行了大量研究。 他们在Mouse Genome Informatics数据库中发现了5199个具有已知表型的小鼠基因。 821仅影响形态性状，而912仅影响形态性状。

图1显示了按 基因本体论:

根据我对这些主题的了解很少，第二到第四小组不足为奇。 形态特征是从分子结构建立的，而转运蛋白的活动类别是细胞尺度更大的，因此似乎低于形态特征的显着性阈值。 第一个小组不是我所期望的，但是在事实发生之后是有道理的。 图2阐明了这一点。 右边的面板有比例，左边的计数。

重点是：形态发生素似乎比生理发生素影响更多的性状，并且当涉及到特定的性状时，它们的影响是较少的组织特异性。 当这种模式突出显示时，对转录调控的丰富对我来说更有意义，因为转录调控可能允许通过性状水平控制变异来实现更多的性状。 如果与一个基因有许多性状的关系，则与该基因牵涉到一个性状的变异相比，可能会在更大程度上限制序列水平。 当您限制必要的基因时，多效性的鸿沟就被关闭了，这些基因的突变导致适应性降低到零（通过死亡或缺乏繁殖能力）。 据推测，多效性将遗传格局限制在特定的适应峰上。 当您考虑许多生理过程的定位及其生化复杂性时，组织特异性似乎是可以理解的（我在这里想到的是肝脏中基因表达的变异）。

但是，他们不仅关注现在的性状和基因分布方式，还试图探明形态发生子和生理发生子的进化速率是否取决于基因变异的类别。 请记住，您在外显子上会先后发生水平变化，这可能会改变蛋白质。 你有 顺作用元件作为基因调控中的关键齿轮。 而且您拥有更多的总体基因组特征，例如基因重复或缺失。

图3显示了在特定基因上的小鼠和人类之间与序列水平替换以及基因表达谱有关的差异。 特别是在前者的情况下，您想知道非同义取代的比率，即碱基对上的那些改变翻译的氨基酸的取代，由总突变率标准化。 因此，面板C是关注的焦点。 请注意，自人类和小鼠血统之间的最后一次分歧以来，生理发生素似乎比形态发生素进化得更多。 为什么会这样呢？ 我马上想到的是，表达组织特异性的生理过程比调节总体形态更容易被调节，而总体形态可能受到具有许多多效作用的基因所控制，因此受到限制。 即使在控制组织特异性时，该模式仍然存在，如面板D所示。就基因表达谱而言，该模式似乎相对于进化速率而言是倒置的，如您在后三个面板中所见。 发生了进化，但是在这些情况下是通过某种不同的遗传手段进行的。 作者特别指出手指多效性是形态发生子中序列水平进化的问题，因为如果蛋白质的特征更多，则蛋白质的变化就更有可能成为问题。

从某种意义上说，这些结果表明Evolution必须是一位多才多艺的设计师。 当涉及到生理发生时，插画家要负责，从最基本的遗传原料中创造出新的特征，这里的一个碱基对和那里的一个碱基对都发生了变化。 但是对于形态发生子而言，进化必须使用照相购物的工具和技巧，求助于现存的元素，并在各处进行重新排列或微调，以免在调整边际时不打扰复杂的小车。

关于什么 顺起作用的监管要素？ 在本文中，他们提到了以下论点： 肖恩·卡罗尔 这 顺作用的调控元件对于形态性状的进化至关重要。 这意味着对于这些元素的变化，应该相对于生理原来富集吗啡原。 他们在图4中找不到。相反。

但是我不认为他们认为自己的结果是对卡洛尔的坚决驳斥，因为这在某种程度上是间接的。 我将引用本文的内容：

…因为经过实验证实，哺乳动物 顺 元素很少，可能仅在一种物种中得到证实，并且可能偏向某些类别的基因，我们通过使用检验了上述假设 顺-以前的元素 都曾预测 仅通过一组脊椎动物基因组序列之间的基序序列保守并记录在 顺RED数据库（20）。 在 顺红色，8,440个预测的小鼠顺式元素和7,688个 都曾预测 发现人类的顺式元件分别位于586个小鼠形态发生素及其人类直系同源物附近。 同样，预测了7,082个生理原中的7,215个小鼠顺式元素和621个人的顺式元素…。

我倾向于接受此结果及其可推广性，但是在这种情况下，存在一层分析和建模，而在其他情况下则不存在。 此外，卡洛尔（Carroll）的论文是关于整个动物界的，老鼠与人的比较可能是非典型的。

最后，他们想研究基因复制。 他们发现：

与D一起 _FAM 结果，我们的分析表明，尽管生理发生族的扩张/收缩速度比形态发生族的速度快，但对于给定的家族，其世系的扩张/收缩率却相对恒定。

我不知道这里的重复是否与调节生化过程中各种底物的剂量有关。 这可能与生理过程更直接相关。

值得注意的是，正如他们所做的那样，“形态发生”和“生理发生”类别在某种程度上是人为的，形态学和生理学之间的区别也是如此。 本质上说，自然是一种，为了便于我们自己的抽象和分类，我们将其分解为特定的关节。 另外，推测所有基因都对形态和生理有一定影响，尽管这种探索比一些较老的抽象更深入一些，但它也是一种简化。 关键在于，这里的论点似乎是，这些类别和过程的分解为我们提供了关于演化动力学的有用的边际回报。 特质并不总是仅仅是特质。 不同类别的表型就其本质而言可能具有不同的进化遗传意义。 其中一些是常识，在功能上不那么重要的那些性状将表现出更多的基因变异。 但是在形式和功能本身方面的区别在细节上更进一步。 而且，我想我们从老鼠与人的比较中得出的结论在生命之树上有一定的局限性。

引文： 廖BY，翁MP，＆张J（2010）。 形态学和生理学进化的相反遗传途径。 美国国家科学院院刊PMID： 20368429