第5章 造物的奇迹

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    每种动物、每种哺乳动物，包括人这个最为神奇的动物，都是从一个简单的细胞发展而来，就像许多原始的细胞一样，没有任何差别。</em>


    历代思想家都被这样的事实所迷惑，那就是一个生物为何会从无到有，并最后长成一个具有思想的男人或女人。


    这一过程是怎样发生的呢？如此复杂而神奇的各种器官又是如何形成的呢？眼睛由什么组成，我们用来说话的舌头由什么组成，还有大脑等所有身体的细小部分是由什么组成的呢？18世纪初的科学家和那时的思想家都认为这些东西很早就形成了。他们认为，在细胞里肯定有一个小的或缩微的人。他们认为这个小人非常之小，以至于我们的肉眼都无法看到，但他们认为这个小人肯定存在，并且会长成大人。这种观点对所有哺乳动物都适用，但他们也分成了两个学派：一个是精子论者、一个是卵子论者。也就是说，一种观点认为这个小小的人存在于男性的生殖细胞中，而另一种观点则认为存在于女性的生殖细胞中。大部分有关这一问题的讨论都集中在这一问题上。


    但一个名为G·F·伍尔夫的药师决定使用当时刚刚发明的显微镜亲自进行观察，想看一看究竟在这一过程中发生了什么。为了达到这一目的，他对鸡的受精卵细胞进行了研究。最后他得出了一个惊人的结论，鸡蛋里并没有小鸡。小鸡是慢慢形成的。他同时对他的所见进行了描述：最初只有一个生殖细胞，然后这个细胞分成了两个，两个又分成了四个（见图1），如此分化下去，最终形成了小鸡。


    持原来观点的那些学者自然对伍尔夫非常愤怒。无知！大胆！异端！亵渎宗教！各种各样的批评随之而来。伍尔夫的观点面临非常大的困境，以至于他不得不逃亡国外。现代胚胎学的创始人就这样不得不流亡海外，并异死他乡。


    <center>图1　生殖细胞的增殖</center>


    虽然显微镜大量使用，但在此之后的50年内，没有人敢用它去对这一秘密进行观察研究。伍尔夫这位先驱者就这样远远地走在了前面。之后，一位名为K·E·范·拜尔的科学家重复了伍尔夫的实验，并发现伍尔夫的实验结论是正确的，所有人都接受了这一新的事实。至此，科学的一个非常有意思的新分支诞生了，这就是胚胎学。


    胚胎学无疑是最为神奇的科学之一。它不像解剖学一样研究成年个体的器官，不像生理学一样研究器官的功能，不像病理学一样研究疾病，这门科学是对生命的成长过程进行研究，对生命从无到有这一过程进行研究。


    每种动物，每种哺乳动物，包括人这个最为神奇的动物，都是从一个简单的细胞发展而来，就像许多原始的细胞一样，没有任何差别。因为这些细胞非常小，所以就让人感到非常神奇。男人的生殖细胞没有十分之一毫米长。更为直观地说，你用一个削尖的铅笔点一个点儿，并且紧挨着点十个点儿，这样十个点儿的总长度肯定不超过1毫米。由此可见，最终发展成一个人的细胞最初是多么微小。这个细胞与人身体分开成长，它的外面包裹着一层起保护作用的囊。这个囊将与承载它的人体分隔开来。


    以上发现对于每种动物都适用。生殖细胞与它的母体分开，这个细胞从小到大的成长完全是自己完成的。这为我们的想象开辟了无限空间。所有伟人，不管是亚历山大还是拿破仑，不管是但丁还是莎士比亚或者甘地，与他们所有的同胞一样，都是由一个微小的细胞发展而来。


    用功能更强的显微镜观察我们可以发现，这个生殖细胞是由一定数量的血球组成的。这些东西可以很容易地受化学物质染色，所以我们称之为“染色体”。染色体的数量因物种类型的不同而不同。人有46个染色体。其他物种有15、13个不等，染色体对于每一个物种来说数量是固定的。染色体被认为是遗传特征的载体。最近，用功能更强的超大显微镜观察发现，每个染色体是一个装有一个链的小盒子，每个链包含有大约100个小颗粒。染色体打开之后，小颗粒被放了出来，这个细胞就成了一个装有约4000个小颗粒（基因）的仓库（见图2）。“基因”一词含有传宗接代的意思。大多数观点认为，基因里面承载着特定的遗传信息，如鼻子的形状，头发的颜色等。


    <center>图2　用一条线表示100个基因组成的链，这些基因存在于左面以几何方式排列的46个染色体中</center>


    当然，这一科学现象还不能仅仅通过显微镜的帮助来解决，因为人的大脑是具有创造性的。大脑不仅把外界事物像照片一样存起来，它还具有创造力。人们通过想象力和“研究挖掘事物”的能力，可以将正在发生的事物联系起来。所有的科学发现都是通过人们的这种能力得出的。如果我们不相信生物起源的这一发现，单调的科学叙述中就会充满神秘主义的东西。在这个小得看不见的生殖细胞里，包含着一代又一代积累下来的遗传信息。这个小小细胞里面包含着所有人类经验。


    在我们能用肉眼看到这个细胞发生变化和开始成长之前，基因已经排好了序列。这些基因的排序也存在着竞争和优胜劣汰，因此，并不是所有的基因都在未来人体的成长中发挥作用。只有在竞争中取胜的基因才能发挥作用，它们承载着具有显性的遗传特征。


    其他基因不发挥作用，这些基因具有隐性特征。生殖细胞这一奇异的现象首先由蒙代尔发现。他根据他著名的演化实验提出了这一科学假说。实验中，他对属于同一科的植物进行杂交，两种植物一种开红花，一种开白花。杂交种子所长出的植物开红花和开白花的比例为3∶1。也就是说，显性的红色基因与隐性的白色基因所长出植物的比例为3∶1。通过这个事实很容易得出这样的结论，显性和隐性遗传特征出现数学组合有一个不变的规律。对基因可能的数学组合的研究是非常复杂的。根据基因所具有优势的不同，相同条件下的任一生殖细胞所长成的成体的美丑、强弱都会有所不同。


    正是因为这些基因组合的不同，每个人才与其他人不同。因此，同一父母所生的两个孩子也会有美、丑、强、弱、聪明与愚笨之差别。


    于是，人们将目光转向了对优良遗传基因出现的条件的研究上，一门新的科学——优生学应运而生。


    虽然本章是对建立在众多假设基础上的科学历史（有关基因及其组合的科学）的研究，但本章却对组合完成之后的研究没有直接的影响。


    一个个体成长的生物过程自此开始。它是一个细胞分裂的过程。这个过程非常简单，很容易观察到。伍尔夫甚至能够在第一次通过显微镜对胚胎成长过程进行观察之后，就可以对胚胎成长过程的不同阶段进行描述。


    最初，一个细胞分裂成了相同而又彼此相连的两个细胞。两个分成四个，四个分成八个，八个分成十六个，如此不断。这一过程一直延续到数百个细胞出现为止，就好像我们要建一幢房子需要先买足够的砖一样。之后，这些细胞被分成了三个界限分明的层，有如买来的砖砌成了墙（哈克斯利的比喻）。之后的过程对每一种动物来说都是相同的。首先，细胞形成了一种空的球，就像印度橡胶球的不同侧面（桑葚胚）。之后，它的外壳向内弯曲，形成了彼此相对的两个面。于是，它就有了三个面，最终结构的完整形状即将形成（见图3）。


    <center>图3　左上为原始细胞球（桑葚胚）由单壁组成（右上），左下为向内部弯曲的原肠胚。右下为原肠胚双壁之间形成的第三壁</center>


    细胞有如下不同的层：一是外部的外胚层，一是中间的中胚层，最后是里面的内胚层。它们共同组成了一个细小的延伸个体。在这个个体中细胞的大小相同。当然，它们要比开始分裂的第一个细胞在某种程度上要小。


    这三个复杂的“面”每一个都会产生一个复杂的器官系统。外面的会长成皮肤和感觉、神经系统。实际上，这与我们想象中的没有什么区别，因为这一层直接与外界接触，并由皮肤对其进行保护，感觉与神经系统是它们与外界进行联系的纽带。最里面的“面”会长成各种器官，如肠、胃、消化腺、肾、胰、肺等，为人体提供营养。中间的一层会长成骨架，支持整个身体和肌肉。神经系统器官被称作“联络器官”，因为它们负责人体与外界进行联系。消化和呼吸系统器官被称作“植物器官”，因为它们只为生物的植物性部分或非活性部分服务。


    器官本身发展的方式是最近才研究发现的。同一个层中出现了许多中心点，这些中心点突然显现出巨大的生物活力。这些小的模型中开始出现细胞并且长成器官或器官的雏形。不管器官最后是什么样的，这一起始过程都是相同的，所有器官都开始于这样的中心点。当然，以后的过程各不相同，我们也无法知晓。以上过程是由芝加哥大学的查尔德教授发现的。他把这些中心点称为“生理梯度”，一位英格兰的胚胎学家道格拉斯几乎同时与查尔德获得了同样的发现，只不过他的观察仅限于神经系统而已。


    器官开始出现时，最初形态相差无几的细胞开始变换类型，它们之间产生了巨大的差异。这一过程取决于未来器官的作用。为了满足未来器官的工作需要，这些细胞都向专业化的方向发展。虽然这一“专业化”的过程是为了满足器官未来的特殊功能需求，但在这些功能开始发挥作用之前，这些细胞就已经适应未来器官的需求了。


    通过图4可以发现，这些细胞之间已经有了很大区别。肝脏细胞呈六边形，并且彼此相连，就像铺路用的石板。但它们之间却没有连接组织。骨细胞呈椭圆形，数量少而且间距大，它们之间通过细小的线状组织相连。但是，骨头最重要最基本的部分是一种由细胞本身组成的固体连接组织。气管的表层细胞非常有意思。散布于三角形细胞中的细小环状物不停地分泌一种类似于树脂的物质，粘住空气中的尘埃。这些纤维边缘的三角形细胞一直处于不停地震动之中，这种震动可以使黏液不停地向体外方向移动。皮肤各层分布一种特殊的扁细胞，外表皮的细胞不停地死去，并由其下面的细胞所取代。这种对身体外部起保护作用的细胞让我们想起了随时准备为祖国献出生命的战士。


    <center>图4　细胞类型</center>


    神经细胞是最发达也是最重要的细胞。它们是无可替代的。它们长长的卷须是传递命令的通道，就好像连接于各大洲之间的电话线。


    这些细胞之间的区别是一件多么有趣的事情，毕竟它们的起源是非常相像的。它们为了完成未来的使命开始发生变化，它们最开始都无法完成后来所要做的工作。一旦变化完成之后，它们就不会再发生变化了，肝脏细胞永远也不会变成神经细胞。为了完成它们的工作，他们不像我们原来想象的那样，在最初的基础上进行准备，而是改变自己的形态。


    我们发现，人体器官可以比作某些特定类型的人，仅家庭副业这些人在最开始可以做很多种工作。同一个人可以是建筑人员、木匠、医生等。但随着社会的发展专业化越来越强，每个人都选择一种职业，于是在心理上就不能适应其他工作。从事一种工作并不等于学习一种技术。专门从事一种工作会使这门工作做得更好。比技术更重要的是具有一种适合该项工作的心理。这应该是一个人的理想，并将成为他的终身目标。


    让我们回到胚胎问题上。每个器官都由特定的细胞组成，具有一定的功能，并与其他器官截然不同。这些功能对人体健康和器官的正常工作来说都是必需的。每个器官都是为这一目标而成长发育的。


    胚胎的发育不仅会长成器官，而且会为器官之间提供某种联系。这一工作由两个重要的系统完成——循环系统和神经系统。两者比任何器官都要复杂。它们是人体仅有的两个连接各个器官的系统。


    循环系统就像一条河流，将各种物质输送到人体各个部分，犹如一个从事搜集工作的人。实际上，循环系统就是一个将营养物质运送到人体各个细胞的运输工具，并同时从肺部吸取氧气。同时血液也承载腺体所分泌的某种物质。这些物质被称作荷尔蒙。荷尔蒙会对人体器官产生影响，刺激它们的活动。最主要的是，荷尔蒙可以调节器官的工作，使各个器官保持必要的协调。


    需要荷尔蒙的器官与产生荷尔蒙的腺体距离很远。运载荷尔蒙的工作则由循环系统来完成。每个器官都长在这个“河流”的“岸边”。这些器官从河流里取得它们所需要的物质，并且把自己所产生的物质倾倒于河流中。而这些物质可能正是其他器官所需要的。


    另外一个协调整个身体的组织就是神经系统。它负责传达命令的工作，将来自于大脑，也就是“控制室”的命令传到身体的各个部分。


    即使在人类社会中也有这样的循环系统。不同国家和地区生产的产品进入流通领域，流通过程中买者各取所需。商品通过河流带到不同的地区和国家。商人和叫卖者不就是血液中的红细胞吗？在人类社会中，难道不是也有商品在一个地区生产又在另一地区消费的情况吗？近些年来，我们也目睹了一些对“荷尔蒙”的调节工作。


    一些大的国家开始对环境进行规划，对商业进行控制，对企业进行刺激、鼓励和指导，为的就是使社会更加和谐，造福于人类。有人会说，这些工作也存在一些明显的缺点。这仅仅能说明“社会循环系统”的胚胎发展还处于开始阶段，远没有达到完美的程度。在人类社会中，起神经系统作用的东西还是非常短缺的。


    鉴于当今世界还处于混乱状态，我们可以说，起神经系统作用的东西还没有真正出现。由于没有这些东西在社会机体上发挥作用，社会就不能达到和谐的程度。现代文明的最高形式——民主，允许我们每个人投票选举自己的领导。这在胚胎学中是非常荒谬的。因为如果每个细胞必须高度专业化，那么对这些细胞进行指导的细胞必须是更加专业化的。对所有其他细胞进行指导是非常困难的，这一指导工作需要比其他细胞更高的专业化水平。因此，对于细胞来说，没有所谓的选举工作，而是一个逐渐锻炼适应条件的过程。指导他人必须先改变自己。如果没有充分的准备，谁也不会成为领导者和舵手。我们应该注意完成专业化的过程必须遵循这一原则。我们一定会看到它所起的巨大作用。


    胚胎学对我们也起到了指示作用，激发了我们的灵感。朱利安·哈克斯利对胚胎的神奇之处总结道：“人体从无到有，从简单到复杂，直到长大成人是生命的一个伟大奇迹。如果我们没有被这个伟大奇迹所震惊，只有一个原因，那就是它每时每刻都在我们的眼皮底下发生。”


    无论我们研究鸟类、兔子或者其他任何脊椎动物，我们发现它们都是由非常复杂的器官组成。更令人惊奇的是这些器官非常复杂，并且精密地联系在一起。如果对循环系统进行细心研究，我们就会发现，这个系统的管道是如此精密复杂和完整，以至于我们发挥最高的科技水平也不能造出与之媲美的东西。大脑也是一样，这个思想的机器把感觉信息集中起来进行处理。这个过程是如此神奇，它的一点点工作都是现代机器所无法完成的。没有哪个人造机器能够完成眼睛和耳朵的神奇工作。如果我们对人体内的化学反应进行研究就会发现，人体是一个完整的、装备精良的化学实验室，它可以自己进行加工合成。这是我们任何人工技巧都无法企及的。神经系统的通信网络是电话、无线电、电视、电报等人工手段所无法比拟的。在神经系统面前，这些手段都会显得愚笨可笑。


    即使现代社会最训练有素的军队也无法与肌肉进行比较。它会在大脑的指令下迅速完成所要求的工作，就像一个温顺的奴仆，随时准备准确地完成接收到的指令。如果我们想一想这些事实，想一想这些传导器官，想一想肌肉，想一想连接细小细胞的神经，再想一想它们都是由一个简单生殖细胞发展而来的，我们就会感叹自然界是多么神奇和伟大。