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Environmental regulation of cardiac development and evolution
Nina Kraus
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium Naturwissenschaften (Lebenswissenschaften): Biologie
Betreuer*in
Brian Metscher
DOI
10.25365/thesis.80639
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-10741.79483.746587-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
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.
Abstract
(Englisch)
This dissertation advances a new theoretical framework for explaining vertebrate heart evolution, grounded in philosophical considerations and evolutionary developmental biology (evo-devo). Integrating Woodward’s (2003) interventionist account of causation with an expanded mechanistic perspective, the work develops the Environmentally Dependent Developmental Induction framework, conceptualizing environmental conditions, especially oxygen availability, as constitutive parts of developmental mechanisms, not just as external influences. By combining phylogenetical comparative analysis with theoretical approaches and experimental interventions, the dissertation demonstrates how environmental factors historically became embedded within the causal architecture of the heart, shaping both the generation and stabilization of phenotypic variation. This approach bridges the gap between causal (mechanistic) and constitutive (organizational) explanations and reframes disease as an outcome of developmental systems evolved to be responsive to environmental difference-makers. It thus reframes congenital heart defects as manifestations of the same developmental mechanisms that underpin evolutionary innovation and constraint. The resulting theory offers a unified mechanistic and phylogenetic explanation of heart evolution and developmental vulnerability, connecting the historical emergence of novel cardiac forms to present-day susceptibilities in vertebrate development.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Evo-Devo Devo-Evo Evolutionstheorie Kardiogenese angeborene Herzfehler nicht-genetische Faktoren
Schlagwörter
(Englisch)
evolutionary theory non-genetic influences congenital heart disease cardiogenesis
Autor*innen
Nina Kraus 
Haupttitel (Englisch)
Environmental regulation of cardiac development and evolution
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
79 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Armin Moczek ,
Laura Nuno de la Rosa
Klassifikation
42 Biologie > 42.02 Philosophie und Theorie der Biologie
AC Nummer
AC17802441
Utheses ID
79531
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 437 |