近日，中國科學院動物研究所魏輔文院士應邀在SCIENCE CHINA Life Sciences（《中國科學：生命科學》英文版）上發表了題為「A new era for evolutionary developmental biology in non-model organism」的Insight文章。
自《物種起源》發表以來，演化生物學已成為生命科學領域的基石，並先後經歷了幾次重要的擴展，整合了孟德爾遺傳學定律，摩爾根的染色體遺傳機制和克裡克的中心法則等。特別是近年來組學技術和基因編輯技術的飛速發展，為演化生物學研究帶來了新的機遇和挑戰。越來越多的學術期刊、研究團隊和基金資助投入到該領域的研究中，如國家自然科學基金委員會和中國科學院分別啟動了「微進化過程的多基因作用機制」重大研究計劃和「動物複雜性狀的進化解析與調控」戰略性先導科技專項，極大地推動了演化生物學的發展。
生命演化過程中曾發生過若干性狀創新的重大事件。例如，動植物登陸伴隨著一些重大創新性狀的出現，如動物四肢、肺、胎盤、羽等，以及植物的花、果、維管等，為其進一步輻射演化和適應性演化奠定基礎。然而，解析重要性狀的起源與演化，理解其發育過程與表型變化之間的關係，離不開發育生物學的理論框架和技術手段的支撐。只有將發育生物學與演化生物學相互整合，相輔相成，才能全面解析關鍵創新性狀的起源和演化機制。
基於此，魏輔文院士提出演化發育生物學（evolutionary developmental biology，以下簡稱evo-devo）已步入新時代，需進一步加強對非模式生物evo-devo的相關研究，以豐富現代綜合演化理論。
文中概括了現代evo-devo的3個發展歷程。第一階段是鑑定了大多數後生動物中常見保守性狀的調控基因；第二階段是揭示形態多樣性是如何通過基因網絡調控而演化和發育的；第三階段是當下多組學和基因編輯技術的引入進一步增進對evo-devo機制的理解。
同時，文章總結提出了目前有三大驅動力推動evo-devo邁入新時代。第一，多學科交叉融合已成為21世紀生命科學領域的主流。遺傳學、分子生物學、發育生物學、系統生物學、生物地理學和生態學等學科的創新技術和方法，將為evo-devo的發展提供強大的推力，有助於深刻理解創新性狀的起源和演化；第二，隨著新一代測序技術的發展和應用，多組學技術為全面揭示evo-devo的分子機制提供了有效手段，大量候選調控基因被發掘；第三，基因編輯技術已逐步應用於非模式生物的基因功能研究中，為候選基因的功能驗證提供了重要方法。
目前，evo-devo在非模式動物和植物研究中取得了許多突破性進展，包括動物肢端發育和植物花的多態性等，但仍需在以下幾個方面進一步加強：加強開發新的計算方法和軟體，以促進對關鍵創新性狀分子機制的解析；新的技術和方法的應用，如單細胞測序、古DNA或古蛋白質測序以及人工智慧(AI)等，以回答該領域更多挑戰性的問題；及時更新演化發育生物學的理論框架，加強與現代綜合演化論的整合，促進evo-devo的發展；加強生態學與evo-devo的整合，闡明生態因素對表型可塑性的影響；全面深刻理解物種和性狀多樣性的起源和演化需要多領域跨學科的交叉合作。