每种动物，或者说每种哺乳动物，包括人这个最为神奇的生物，都是从一个简单的细胞发展而来，和很多原始的细胞一样，没有什么区别。

        历代思想家都会被这样的事实震惊：为什么一个生命可以从无到有，成长为一个有思想且可以自主思考的男人或女人呢？这究竟是怎么来的？这些如此神奇而复杂的器官是怎样组建到一起的？眼睛是由什么组成的，我们说话的舌头由什么组成的，还有大脑等所有的器官是怎样组成了一个人的？

        18世纪初的科学家，准确地说是那时的哲学家，他们认为，在生命还是以细胞状态存在的时候，里面就已经包含了一个细微的人。但因为这个人太微小，以至于我们用肉眼无法看到，但这个小人是确确实实存在的，而且一定会长大。这种观点对所有哺乳动物都适用，但是持这种观点的人被分成了两个学派：一个是精子论派，另一个是卵子论派。也就是说，这个小人不是存在于男性的生殖细胞里，便是存在于女性的生殖细胞里。总之，大部分学术性讨论都围绕着这一点进行。但一位叫G.F.沃尔夫的医学博士打算利用当时刚发明的显微镜亲自观察，打算对造物过程中会发生什么一探究竟。为了达到这一目的，他对鸡蛋里的受精细胞做了一番研究。通过研究他得出一个惊人的结论（详见G.F.沃尔夫的《发育论》），鸡蛋中根本没有小鸡。小鸡是自己逐渐发育形成的。他对自己所观察到的做了描述：开始只有一个生殖细胞，而后分裂成两个细胞，两个又分裂成四个，按照这样的规律细胞一直分裂增殖，最后便形成了一个新的个体。

        自然，那些还持有“细胞中有微小生命存在”观点的科学家们对沃尔夫非常愤怒敢用它来探究这一奥秘。直到后来，另外一位科学家K.E.范·拜尔又重复了这一实验，并发现沃尔夫的结论是正确的，这时这一事实才被人们接受。此后，一门很有意思的科学分支出现了，这便是胚胎学。胚胎学无疑是最为神奇的一门科学。它不像解剖学一样研究已经发展完善的个体的器官，不像生理学一样研究生理器官，也不像病理学一样研究疾病。它有自己的目标，那就是发掘生命的成长过程，对生命从无到有的过程进行研究。每种动物，或者说每种哺乳动物，包括人这个最为神奇的生物，都是从一个简单的细胞发展而来，和很多原始的细胞一样，没有什么区别。这些生殖细胞因为微小，所以令人感觉神奇。男性生殖细胞的直径还没有十分之一毫米长。

        为了更具体地描述，可以用一支非常尖细的铅笔点出十个紧密相连的点，不管笔尖多细，这十个点的总长度都不会超过一毫米。由此可见，男人的生殖细胞是多么微小。这个细胞与人的身体是分开生长的，它的外面包着一层有保护作用的囊，这层囊让它和它的承载体——人的身体——分开。这一道理对任何一种动物来说都适用。生殖细胞和母体细胞完全分开，所以它的成长都是靠自己进行的。这为我们的思考开辟了无限的想象空间。所有那些最伟大的人，不管是亚历山大还是拿破仑，不管是但丁还是莎士比亚，又或者是甘地，这些人和他们的同胞一样，都是由一个简单的细胞发展而来的。通过强大的显微镜对生殖细胞进行观察，可以看到它是由一定数量的血球组成的。这些东西很容易被化学物质染色，所以我们把它们称作“染色体”。

        不同物种所含有的染色体数量不同。人类有46条染色体。其他物种的染色体则有15条或者13条等，这就是说，每一个物种的染色体数量是固定不变的。染色体通常被认为是传输遗传特征的载体。最近，用功能更强的超强显微镜可以观察到，一条染色体类似于一个装着一条链子的盒子，或者说装着一条项链，每条链子上串着大约100个非常微小的颗粒。染色体打开之后，小颗粒被放出来，于是盒子便成了一个装着更小的大约4000个微粒的房子，我们把这些更小的微粒称作“基因”。“基因”这个词有延续后代的意思。普遍的说法是，每一个基因细胞承载着一个特定的遗传特征：比如鼻子的形状、头发的颜色等等。

        用一条线代表100个基因，这些基因存在于左边用几何形式排列成的46条染色体中很明显，这些科学现象并非仅仅通过显微镜的辅助就可以解决，这是因为人的大脑是有创造性的直到最后排出序列。因为并非所有的基因都能在之后人体的成长中发挥作用。只有在竞赛中获胜的基因才可以担任创造一个生命的任务。这些基因承载着“显性特征”。相反，其他基因则不发挥其承载的特征，它们是隐性的。

        生殖细胞生成之前发生的这一奇特现象首先是由蒙代尔发现的。他根据一个著名演化实验提出了这一科学假说。在实验中，他用一红一白两种花进行杂交，然后把杂交产出来的种子种下去，最后长出的红花和白花的植物比例是3:1。也就是说，红色显性基因长出的植物与白色隐性基因长出来的植物比例是3:1。我们很容易就得出这样的结论：显性特征和隐性特征之间的比例是遵循一个固定的数学组合定律的。

        先要考虑到基因各种可能的组合的数学比率问题，在这一基础上再进行研究，因此这种研究是极其复杂的。结果显示，由于基因所具有的优势不同，相同的条件下的任一生殖细胞发展出来的个体的美丑、强弱都不同。正因为这些基因组合的差异，所以每个人才和其他任何人都不一样。我们可以看到，在一个家庭里，同一父母所生的两个孩子也会有美丑、强弱、聪明和愚蠢的差别。这样，人们把兴趣投在了优良的遗传基因怎么出现这一研究上，随之，一门新的科学——优生学——便出现了。

        虽然这一章主要研究的是建立在假设基础上的科学历史（关于基因和基因组合的科学），但本章对完成组合之后进行的研究没有直接的影响。一个生命个体的生物发展过程从此展开了。这是一个细胞的分裂过程，这个过程清晰而简单，以至于沃尔夫在初次用显微镜对胚胎进行观察的时候，他就可以描述出胚胎不同阶段的发展过程。开始的时候，一个细胞分裂成了两个相同但没有分开的细胞。接着两个分裂成四个，四个分裂成八个，八个分裂成十六个……以此类推，一直分裂下去。直到出现了几百个细胞，这个过程才会停止。这就跟我们建房子一样，一开始我们就清楚需要用足够的砖来建造。之后，这些细胞被排成了三个明显的层面，就像砖被砌成墙一样（哈克斯利的比喻）。接下来的这个过程对所有生物来说都是相同的。首先，细胞形成了一种空的球体，就像印度橡胶球的各个侧面一样（称作桑葚球）。其次，细胞外壳向内折弯，直到形成两个相对的面。相对的两个面往里弯曲。最后，第三个面便形成了，夹在原来的两个面之间，最终完整的结构即将成形。

        最终形成了皮肤、感官及神经系统。实际上，这在我们的预料之中，因为这一层要接触外面的世界，并且由皮肤对它进行保护，而感官及神经系统也让它有了与外界接触的能力。而最里面的那层则长成各类为人体供应营养的器官，比如肠、胃、消化腺、肾、胰、肺等。

        第三层，即中胚层，则长出骨架，支撑整个身体以及肌肉。神经系统器官被称作“联络器官”，因为它可以控制身体与外界的联络。消化器官和呼吸器官被称作“植物性器官”，因为它们只负责身体的植物性以及非活动性的部分。对器官自身发展的进一步研究是最近才发现的。研究显示，每一层中都会出现一些中心点，这些中心点表现出了极大的生物活力。细胞最开始是以壁形矩阵的状态存在的，而后慢慢长成了器官或器官幼形。不管这些层会长成什么器官，它们经历的过程都是一样的。

        所有器官都是随着中心点活跃度逐渐增高，点与点之间的距离慢慢扩大而形成的。这一形成过程是由芝加哥大学的查尔德教授发现的，他把这些中心点称作“生理梯度”。除了查尔德，几乎在同时，一位在英格兰工作的胚胎学家道格拉斯也得出了一个类似的发现，虽然他的发现仅限于神经器官。

        道格拉斯把这些活跃的中心点称作“圣哥利亚”，赋予了这些小点一些特殊的感情色彩。当器官开始成形的时候，这些原先还一模一样的细胞的类型开始改变，慢慢地变得和其他细胞彻底不同。具体的变化与器官未来的功能有关。因此，细胞呈现出了“专业化”走势，以此来满足未来器官的工作需求。虽然这些专业化的特殊变化是为了满足器官将来特殊功能的需求，但其实在这些功能出现之前，细胞就已经开始了这种变化。下图中画出了一部分细胞发生变化后的巨大差异。肝脏细胞呈五边形，互相之间是连在一起的，就像铺路的石板一样。骨细胞是椭圆形的，数量少且间距大，它们之间由细小的丝状组织连接。不过，骨头最重要、最基础的部分是一种由细胞自身生成的固体连接组气管的表层很有意思，它们分泌出一种类似于树脂的物质，吸住空气中的尘埃。这些表层散布于三角形的细胞当中，而这些纤维边缘的细胞一直处于震动状态。这种震动可以保持体内的黏液向体外移动。皮肤每一层都分布着一种特殊的扁形细胞，外面表皮上的细胞会老化死去，然后被里面的细胞取代。这些保护外面表皮的细胞让我们想起了那些随时准备为祖国牺牲的战士。

        一个肺细胞是不可能再变成一个神经细胞的。接下来，为了完成这些任务，它们不像我们当初认为的那样为将来的工作做准备，而是改变了自己的形态。不过，在人类社会中不是也发生着类似的变化吗？关于这一点，我们会发现某些有特殊能力的人正和身体内的某些器官一样。以前一个人可以身兼数职，仅一个人就可以担任建筑师、木匠、医生等等，总之是个全能的人。不过，随着社会的发展，每一项工作的专业度提高了，每个人只会选择一份工作。比如心理学家就不能再胜任其他职位了。对一门专业的掌握与学习一项技能不同。一个人专门从事一项工作，可以把这项工作做得更好。比一门技能更为重要的是，拥有一个适合那份工作的性格。这或许是一个人的理想，是他一生的目标。让我们回到胚胎问题上来。每一个器官都是由特定的细胞组成的，这些细胞要发挥特定的功能，并且与其他的器官完全不同。这些功能对于人体健康以及器官的有机发展来说都是必需的。每一个器官都是为整个身体的正常运转而存在的。胚胎的发育不仅仅会构成器官，而且还会为器官之间提供一些联系。这一过程是由两个重要的系统完成的：循环系统和神经系统。这两个系统比任何器官都要复杂得多。此外，它们还是人体内唯一连接着各个器官的两个系统。循环系统就像一条把物质传输到身体各个部分的河流，同时，它还有收集的作用。实际上，循环系统就是一个将营养物质传输到身体各个细胞的运输工具，这一过程中所需的氧气都是从肺部获取的。血液也传输各内分泌腺分泌出来的某些物质。人们把这些分泌物称作荷尔蒙，它们对器官产生影响，刺激器官活动。尤为重要的是，荷尔蒙可以控制器官的运作，使各器官之间保持协调。需要荷尔蒙的器官与产生荷尔蒙的器官相距甚远。因此，循环系统的运作使得整个身体机能得到最完善的发展。就像每一个器官到它在生活中所发挥的作用。因此，胚胎学为我们指明了方向，它是我们灵感的源泉。朱利安·赫胥黎对胚胎学的神奇之处作了如下总结：“人类从无到有，从简单到复杂，最后长成一个发展完善的个体，这就是生命的奇迹所在。如果说我们还未能被这些奇迹打动，那么只有一个原因——这样的事时时刻刻都发生在我们的眼前。”①我们研究的动物中，不管是鸟类、兔子，还是其他脊椎动物，我们可以发现它们都是由非常复杂的器官组成的。更令人惊奇的是，这些器官不仅复杂，而且它们互相之间紧紧相连。如果我们对循环系统进行仔细的观察，我们就会发现，这个管道是多么精细、复杂和完整，甚至人类利用最高文明创造出来的东西也不能与之媲美。大脑也一样，这个思想的机器把外界的感觉信息收集起来，它是如此神奇，现代工业根本不能创造出相同水平的机器来。哪一部机器可以完成眼睛和耳朵所能完成的神奇工作呢？如果我们对人体内发生的化学反应进行研究，我们会发现人体内部就是一个完善的实验室，装备精良，所有物质都可以在这里加工合成，这是我们大部分精密科技都无法达到的高度。即便我们拥有电话、广播、电视以及许许多多其他的通信手段，但在神经系统的通信网络面前，这些都显得愚笨可笑。

        甚至世界上最训练有素的军队也比不上肌肉。肌肉可以在大脑发出指令后快速完成工作，就像温顺的仆人，随时准备好准确地完成接收到的指令。如果我们想想这些事情，想想这些传导器官是多么复杂，再想想这些肌肉，以及那些能与身体内部每一个细小的细胞联系起来的神经，它们都是由一个简单的单细胞发展而来，而那只是一个原始的圆形生殖细胞。想到这些，我们就会感叹自然界是多么神奇和伟大。
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