Environmental regulation of cardiac development and evolution

Diese Dissertation entwickelt einen neuen theoretischen Ansatz zur Erklärung der Evolution des Wirbeltierherzens, der in philosophischen Überlegungen und der evolutionären Entwicklungsbiologie (Evo-Devo) verankert ist. Durch die Integration von Woodwards (2003) interventionistischem Kausalitätsverständnis mit einer erweiterten mechanistischen Perspektive entwickelt die Arbeit den Ansatz der Environmentally Dependent Developmental Induction (umweltabhängige entwicklungsbiologische Induktion). Dieses Modell konzeptualisiert Umweltbedingungen, insbesondere die Verfügbarkeit von Sauerstoff, als konstitutive Bestandteile entwicklungsbiologischer Mechanismen, nicht nur als äußere Einflüsse. Durch die Verbindung phylogenetisch-vergleichender Analysen mit theoretischen Ansätzen und experimentellen Interventionen zeigt die Dissertation, wie Umweltfaktoren historisch in die kausale Architektur des Herzens eingebettet wurden und so sowohl die Entstehung als auch die Stabilisierung phänotypischer Variation geprägt haben. Dieser Ansatz überbrückt die Kluft zwischen kausalen (mechanistischen) und konstitutiven (organisationalen) Erklärungen und beschreibt angeborene Herzfehler als Ergebnis von Entwicklungssystemen, die evolviert sind, um auf umweltbedingte „Unterschiedsmacher“ zu reagieren. Demnach beschreibe ich angeborene Herzfehler hier als Manifestationen derselben entwicklungsbiologischen Mechanismen, die auch evolutionäre Innovation und Einschränkung ermöglichen. Die daraus resultierende Theorie bietet eine einheitliche mechanistische und phylogenetische Erklärung der Herzevolution und deren entwicklungsbiologischen Vulnerabilität, und verbindet damit das historische Entstehen neuartiger Herzformen mit deren gegenwärtigen Anfälligkeit in der Wirbeltierentwicklung.