地球上每分鐘有250個嬰兒出生,但你知道人類如何誕生的嗎

2021年08月31日14:21

原標題:地球上每分鐘有250個嬰兒出生,但你知道人類如何誕生的嗎

地球上每分鐘有250個嬰兒出生。這一過程的頻繁發生,使其難以被稱作奇蹟,但令人著迷的新生兒的模樣足以讓這種草率的表達得到原諒,母親們也應該為她們所受的痛苦而得到尊敬。經過9個月的隱蔽組裝,他終於出生了,富有彈性、閃閃發光,讓我們對自然的運作感到敬畏。他們真的很棒。如果作為成人的你,身體器官的有序安排讓你能正常吸氣、呼氣、消食和撒尿,那麼可以肯定的是,當你在胚胎中逐漸舒展時,那些縱橫交錯的化學反應要比現代生物工程師最狂野的設計展現出更大的魔力。

像其他有性動物一樣,人類也始於兩種細胞的融合。在一陣陣卵子香氣的誘惑下,數百個精子細胞圍繞著一個卵子晃動。其中一個精子推開卵泡細胞的阻擋,從頭部吐出一滴酶,在卵子外層溶解出一條通道,並黏附在卵膜上。細胞核從精子進入卵子,受精過程由此開始。在24小時內,受精卵會分裂成兩半。後續的分裂會形成一個細胞球,直至形成大約30個細胞時,它們會將自己組織成一個充滿液體的球體,即囊胚。

[1]

囊胚的結構就如一群池塘藻類般簡單。

[2]

[3]

原腸胚的形成也與三個不同組織層的形成有關。最外層是外胚層,形成皮膚和神經系統;中間層,或稱中胚層,是肌肉和骨骼組織的來源;內臟和肺則來自內胚層。隨著組織層的展開,原腸胚內部形成了一種杆狀結構:脊索。(在之後的發育中,隨著骨質脊椎的形成,這根靈活的杆子會被脊柱吸收。)原條的一端出現了一個扁平的細胞板,它拉長並摺疊自身,形成一根管子,容納著神經索;神經索會形成脊髓,腫脹的部分則形成腦部。在動物遠未發育得明顯可識別之前的這段時間里,其胚胎和芝麻差不多大。

雖然脊椎動物的解剖結構比蠕蟲和昆蟲複雜得多,但它們在構造過程中存在許多相似之處。蚯蚓有明顯的體節(segment),外部可見呈環狀,內部則為重複的身體部位。通過對一個標準化體節構型進行修改,就可以讓所有體節都具有同樣的部件。例如,在蠕蟲的神經系統中,前端的一對腦腫脹是由不太明顯的凸起引起的,其他體節的神經索上則會重復出現凸起。同樣的道理也適用於昆蟲。幼年和成年蜜蜂的身體由一系列可見的體節組成,就像動物外骨骼上的環一樣。口器和觸角連接在成年蜜蜂前端的體節上,三對足則連接在後部的體節上。

脊椎動物的節段性不太明顯,但在沿脊柱的椎骨堆疊中很明顯。每塊椎骨對應一段身體,在胚胎中稱作體節(somite)。這裏有一個共同的形體構型在起作用,這個構型可以容納蛇的數百塊椎骨和肋骨,在人類身上則減少到33塊椎骨和12根肋骨。

胚胎中的每個細胞都包含該有機體的整個基因組。腦細胞與肺細胞的運作方式不同的原因在於,這兩種細胞中活躍的是各自專門化的基因子集。隨著胚胎的生長,Hox基因根據每個身體部位的功能來開啟或關閉發育通路。Hox基因按照表達的順序沿著染色體排列,首先是影響頭部形成的基因,然後是控制胚胎尾部發育的其他Hox基因。這種基因的排列方式有助於它們以正確的順序逐段進行表達。錯誤會導致災難性後果。果蠅發育基因的突變使它們的觸角與粗短的足互換,扭曲其透明的翅膀,並將它們的眼睛縮成圓點。這些突變發生在脊椎動物身上的後果包括肢體發育異常、器官錯位、面部畸形、癌症和聽力損失。

對發育異常的研究被稱作畸形學,這門科學中令人心碎的標本陳列在解剖學博物館的廣口瓶里。胚胎學家熱衷於干擾雞和其他動物的胚胎,而我們對人類畸形學的知識依賴於對自然編程錯誤(比如Hox基因突變)的分析。“14天規則”

[4]允許在人類胚胎形成原條以及左右和頭尾組織開始出現之前對它們進行研究。在實驗室受精並在培養皿中培養的卵子將正常發育一週,產生一個囊胚,如果囊胚被植入未來母親的體內,它將能夠在子宮里著床。新的培養方法已經成功地讓相當畸形的胚胎在受精後生長了13天。[5]這些技術的前景引發了修改現行立法的呼聲,但倫理學家對此表示強烈反對。[6]

在神經管形成後,所有脊椎動物都會經曆一個發育階段,在這個階段它們看起來驚人地相似。魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類和哺乳動物看起來都魚氣十足,像是肥碩的海馬。

[7]

比達爾文發表進化論早上幾十年,對化石記錄的研究表明,魚類的進化早於其他脊椎動物。這激發了學者想到一個規律性的進化序列:從獸類登上陸地,到恐龍和鳥類的崛起,再到至關重要的Victoria時代的紳士們。我們相信人類的創生是進化過程的高潮,這一信念也加劇了人們對命運逆轉——獸性複發的可能性——的恐懼。羅伯特·路易斯·斯蒂文森在他1886年出版的小說《化身博士》中助長了這種不安:

那種來勢兇猛的……東西被關在他的肉體的牢籠中,他聽到它在裡邊抱怨,感覺到它在掙紮著要求出世。每當他精力衰竭的時刻,那東西確信他睡著了,就起來壓倒他,把他趕下台。

[8]

電影《化身博士》(1931)劇照
電影《化身博士》(1931)劇照

早期的胚胎學家認為,他們可以在不同物種的胚胎中看到進化過程的證據,由此出現了所有脊椎動物都經曆過魚類發育階段的說法。這種相似性真實存在,但對胚胎的現代解讀揭示了共同祖先的模式:我們都是從同一個古老的蠕蟲祖先進化而來的。事實表明,鮭魚經曆了一個看起來像獵豹胚胎的發育階段,鷹經曆了一個看起來像青蛙胚胎的發育階段,諸如此類。

在這一製造階段,胚胎最突出的共同特徵是頭部以下發育出的褶皺:咽囊。在魚的咽囊之間的褶皺上會形成裂縫,進而形成鰓。陸地動物身上不會形成鰓裂,取而代之的是咽囊在身體各部分的發育過程中變得非常重要。哺乳動物咽囊最上部形成中耳和鼓膜的一部分;為免疫系統培養保護性T細胞的胸腺則在第三和第四咽囊中發育。在胚胎的另一端,尾芽生長所帶來的特徵使得蜥蜴和斑馬的胚胎難以區分。同時,眼睛、心臟及其他器官、腸道和四個肢芽也是在這個時候成形的。隨著心臟開始跳動,胚胎開始呈現出將於幾個月後出生的動物的形態。

不同動物從胚胎的共同構型中發育出其獨有特徵的方式美麗異常:蝙蝠的翅膀狀皮膚在它們的指間得到拉伸,大象的鼻子與上嘴唇連接成小長鼻,長頸鹿的胚胎長出頎長的頸和精緻的蹄。一波又一波的基因表達使得每一種哺乳動物在子宮里得到了精確的塑造。這些關鍵性的修改在出生後仍舊繼續,成年哺乳動物的骨架揭示了物種之間看似深刻的差異中有多少是由於一組共同的骨骼的縮短或伸長而造成的。

[9]

人類發育所需時間不及大象的一半。在有胎盤的哺乳動物中,小型囓齒類動物的組裝工作是最快的,幼崽在兩週內就會逃離子宮。有袋類動物在短短12天內出生,但它們只是無能的小指頭,像蜜蜂一樣小,接下來的幾個星期都在母親的育兒袋里度過。

鯨魚和海豚的發育過程獲得了令人驚歎的“胚胎轉型獎”,它們的後肢芽被吸收,前肢則壓平形成鰭。當一切都按計劃進行時,一頭抹香鯨媽媽會生下一隻重1噸、長4米的幼鯨,它會被一小群鯨魚推到水面,呼吸第一口鹹濕的空氣。抹香鯨的妊娠期為14~16個月,幼鯨的哺育時間為兩年。赫爾曼·梅爾維爾在《白鯨》中描述了在子宮里和剛出生的幼鯨:

其中有一個小寶寶(從某些怪異的徵象看來,它不過生下才一天光景)長大約4米,腰圍近2米;儘管它還多少保留著不久以前在娘肚子裡那種極不自如的姿態,卻已有了活蹦亂跳的跡象。一頭快要出生的鯨總是腦袋和尾巴蜷在一起,像韃靼人的一張弓似的,拉滿了正等待著最後發射。它的柔嫩的邊鰭和尾片依舊保持著像剛從另一個天地來到人世的嬰兒的耳朵那樣經過摺疊皺皺巴巴的外貌。[10]

所有哺乳動物都來自陌生的環境,對泡在羊水中的那些月份沒有記憶。1967年,墮胎在英國合法化,在此之前5年我出生了,我有充分的理由相信,如果允許的話,我的親生母親會選擇墮胎。負壓吸引流產術會把我吞沒在遺忘中,我的養父母會得到一個不同的孩子。想到這些就令人不安,好在一些客觀情況沒讓這一切發生。可能會被終止發育的那個胚胎並不是我,而是一個將會形成我的哺乳動物海馬狀胚胎。如果墮胎手術是在懷孕後期進行的,胎兒看起來會更像一個新生兒,但那也不是我,而是一個將會形成我的哺乳動物胎兒。胎兒尚在子宮內時,我們會把它當成一個哺乳動物;而個體——一個人——要直到像鯨魚一樣呼吸第一口空氣之後,才會表達自我。

埃德蒙·斯賓塞在《仙后》中用抒情的詩句表達了這種反事實思維的局限性

[11]

正如一艘輪船順風揚帆行駛,

有個暗礁等著它觸礁後哀思,

輪船避過暗礁,但全然不知,

可是船上的水手卻嚇得要死,

輪船逃過一劫,水手兩眼發直,

心底裡頭既高興,又忐忑不止……

[12]

《仙后》
《仙后》

你人生中的某一塊暗礁會是什麼?在你過完馬路的那一刻,一輛加速行駛的公交車呼嘯而過,它的側視鏡正齊你頭高,這時你會怎麼想呢?就在幾秒鍾前,一家三明治店的櫥窗後一隻撲騰的黃色飛蛾讓你分了心,於是你放慢腳步,多麼幸運!是昆蟲救了你的命,還是說你應該感謝沒有費心打開櫥窗清掃的清潔工?生活就像一連串險些攤上壞事的湧流不斷前進,直到停止。可能發生的墮胎計劃只是人生早期的一次選擇。除此之外,如果你在出生時死亡,或者胚胎自發流產,或者將會形成你的那個受精卵未能著床,再或者你的父母在看似要懷孕的那天沒有做愛,接下來會發生什麼呢?在生活充滿不確定性的情況下,這些早期的中斷甚至會被證明是所有可能結果中最好的情況,免得未來的你被公交車的側視鏡撞倒,讓你的家庭失去一位摯愛的家長。

[13]

在彌爾頓的《失樂園》中,亞當對人類墮落後需要遵守那些令人痛苦的規矩感到苦惱,他質疑上帝創造他的動機是什麼:

我可曾請求過你,造物主,把我從泥土創造為人?我可曾請求過你,讓我脫離黑暗,或者被安置在這裏,在這個妙不可言的花園?(第十捲,第743-746行)

瑪麗·雪萊將亞當的懇求作為《弗蘭肯斯坦》

[14]

(1818)的開篇題記。在被火爐掃走了他本人以自我為中心的態度之後,維克多·弗蘭肯斯坦本以為怪物會心存感激。在最好的情況下,生活是一份令人驚喜的禮物;在最壞的情況下,生活是一種不受歡迎的負擔。考慮到我一生的命運,我很難對自己被生出來感到後悔。但另一方面,如果將會形成“我”的那個受精卵消失了,我也無法在此表達懊悔,更無法讓少數珍視我生命的人認識我這個人。

據估計,每年人工墮胎的數量為6000萬。如果禁止墮胎,全球人口的年增長率將從略高於1%上升到2%。我們可以想像一個可能的公民群體,其中就包括那些沒能走出子宮的個體,這個群體看起來非常像我們——可不止是大致一樣,畢竟詩人和蠢人所占的比例沒有改變。

對於一些反對墮胎的人來說,想到所有這些可預見但未出生的嬰兒是難以忍受的。墮胎問題在他們的想像中迫在眉睫,關於墮胎的權利主導了其對政治候選人的選擇。而在對宗教倫理的理解上,這些人可能走得更遠,以至於禁止任何形式的避孕。這些觀點被宣揚成對生命、對每一個人的愛。與生產一個嬰兒的價值相比,那些與母親意願相關的議題——懷孕對她的健康造成的威脅,或者嚴重的胎兒異常的檢測結果,都無足輕重。這當然是梵蒂岡的立場,並延伸到基督教正統的其他分支,以及伊斯蘭教、印度教和其他宗教信仰。

雖然有些人一想到用負壓把胎兒從母體吸出來就感到無比恐懼,但另一些人卻對早期墮胎沒那麼不安,因為早期的胎兒和連同它一起被吸走的子宮組織是很難區分的。當胎兒發育出肢芽、腦部可辨認時,這兩方的爭論就會激烈起來。在美國,一些針對墮胎的法律挑戰援引了胎兒可檢測到心跳的時間節點作為分界;另一些則考慮胎兒能夠在保溫箱中存活下來的時間節點。

在關於墮胎的討論中,胎兒是否能感知疼痛佔據了突出位置,這也說明了墮胎議題的複雜性。

[15]

對胎兒發育早期階段的解剖學研究顯示,一個明亮的神經纖維網絡就像一個微型的河流三角洲,從原始的腦組織和脊髓延伸到發育中的四肢末端。這些網絡出現在6~7周大的胚胎中,一串針頭大小的凸起未來會形成大腦的不同區域;其中一些神經連接將感覺信息傳遞給大腦,另一些則傳導那些控制運動的神經衝動。

晚些時候,也就是懷孕6~7個月後,位於大腦中央部分的丘腦與大腦皮層相連。丘腦起著中繼站的作用,將分佈在全身的感覺神經發出的信息傳遞到處理這些信息的大腦外皮層。胎兒出生後,這些通路使得我們感受冷暖,對別人推你做出相應的反應,在皮膚被割到時身體跟著退縮,諸如此類。出生前的情況更為複雜,因為尚不清楚胎兒在子宮中是否清醒。沐浴在溫暖的羊水中,我們受到化學鎮靜劑的撫慰,這些鎮靜劑似乎將我們置於無意識的睡夢狀態。

[16]

健康的胎兒會移動四肢,對響亮的噪聲做出反應,在子宮中踢腿打嗝,但這並不意味著胎兒是像新生兒與父母互動那樣在有意識地做出反應。

與具有基本腦結構的人類胚胎相比,像果蠅這樣的成年昆蟲在解碼來自感官的信息、探索環境中的機遇與挑戰等方面具有更強的能力。隨著人類孕期的進程,胎兒和昆蟲在複雜性方面的對比已變得不那麼強烈,自然界中最複雜的大腦出現在未出生的嬰兒身上。即使胎兒睡著了,它也有一台功能超強的計算機,接收著來自子宮的信息。然而,對我來說同樣重要的似乎是,我們在不假思索地虐待活體解剖的動物和更多易感的養殖動物。

[17]

把人類獨有的虐待動物的記錄擱在一邊,極度自愛的我們卻無比清醒地聲明,人類胎兒具有無可置疑的神聖性。

註釋1.Jamie A. Davies, Life Unfolding: How the Human Body Creates Itself (Oxford, 2014), 是一本很好的人類胚胎學導論。2.團藻是一種美麗的綠藻,具有球形群落,其表面被成百上千個細胞佔據。每個細胞都配備了一對纖毛,用於協調它們的活動,以推動群落在水中運動。這些群落在遊動時緩慢旋轉,其運動被巧妙地描述為行星式運動。團藻通過在母球體內形成微型群落來繁殖,一個新群落的細胞及其纖毛朝向微小球體的內部。在成熟後,每個微型群落的一側會凹陷,然後內部翻轉,將纖毛露在外面得以遊動。這種外翻過程類似原腸胚的形成,在胚胎學研究中被視為一種模式。參見R. Schmitt and M. Sumper, ‘Developmental Biology: How to Turn Inside Out’, Nature, CDXXIV(2003), pp. 499-500.3.稱作原窩(即正文提到的凹陷)和原結的結構形成於原條的一端。原結是第二章提到的結構,其中纖毛驅動的流體運動參與了左右軸基礎的形成。4.該規則最早於1979年由美國衛生部提出,目前已經成為國際準則,被包括中國在內的十多個國家採納。它要求人體胚胎研究必須在受精後的14天內結束,胚胎在體外存活時間不應該超過正常情況下受精卵在子宮完成著床所需的時間。5.Janet Rossant, ‘Human Embryology: Implantation Barrier Overcome’, Nature, DXXXIII(2016), pp.182-3.6.I. Hyun, A. Wilkerson and J. Johnston, ‘Embryology Policy: Revisit the 14-day Rule’, Nature, DXXXIII(2016), pp.169-71.7.B. Prud’homme and N. Gompel, ‘Evolutionary Biology: Genomic Hourglass’, Nature, CDLXVIII(2010), pp.768-9.8.Robert L. Stevenson, The Strange Case of Dr Jekyll and Mr Hyde [1886](New York, 1980), p.122.赫爾曼·黑塞出版於1927年的傑出小說《荒原狼》也同樣走了一條對人類進化論概念感到不確定的道路。此處譯文出自榮如德翻譯的《化身博士》(上海譯文出版社,2006)。斯蒂文森(1850-1894)是英國小說家,其代表作《化身博士》塑造了文學史上首位雙重人格形象,主人公在善良的傑科和邪惡的海德這兩種身份之間不斷轉換,最後在絕望與苦惱中自盡。9.Jean-Baptiste De Panafieu and Patrick Gries, Evolution, trans. Linda Asher(New York, 2011). Patrick Gries拍攝的啞黑背景的動物骨架的精美照片,展示了動物的多樣性和一致性。10.Herman Melville, Moby-Dick; or, The Whale [1851](New York, 1992), p.424.此處譯文出自成時翻譯的《白鯨》(人民文學出版社,2011),稍作調整。梅爾維爾(1819-1891)是美國小說家,其代表作《白鯨》描寫了亞哈船長為了追逐並捕殺一頭白鯨,最終與白鯨同歸於盡的故事。11.反事實思維是這樣一種思維方式:對於一件已經發生的事(你出生了),反思如果事先採取了別的做法(你被墮胎),結果可能就會改變(你沒有出生)。所謂“局限性”則是指,下文的水手只想到了一種別的情況,而理論上別的情況可以有無數種。12.Edmund Spenser, The Faerie Queene [1590](London, 1987), Book I,Canto VI, 1- 9.此處譯文出自邢怡翻譯的《仙后》(北京時代華文書局,2015)。斯賓塞(1552-1599)是英國文藝複興時期的偉大詩人,其代表作《仙后》描寫了年輕的王子亞瑟與仙國一年一度的12天宴會派出的12位騎士相遇並共同冒險的故事,每位騎士均代表一種品德。13.Karl H. Teigen, ‘How Good is Luck? The Role of Counterfactual Thinking in the Perception of Lucky and Unlucky Events’, European Journal of Social Psychology, XXV(1995), pp.281-302.14.又譯作《科學怪人》,被公認為世界上第一部科幻小說。小說主角維克多·弗蘭肯斯坦是一位科學家,力圖用人工創造出生命,卻製造了一個怪物。怪物因無法融入人類族群而心生憤懣,誓死報復其締造者。15.Morgane Belle et al., ‘Tridimensional Visualization and Analysis of Early Human Development’, Cell, CLXIX(2017), pp.161-73.16.David J. Mellor et al., ‘The Importance of "Fetal Awareness" for Understanding Pain’, Brain Research Reviews, XLIX(2005), pp.455-71.17.有些人一方面允許動物遭到折磨,另一方面卻認為人類墮胎非法,這種不公正的姿態引來許多作家的針鋒相對。Sherry F. Colb and Michael C. Dorf, Beating Hearts: Abortion and Animal Rights(New York, 2016)對這些爭論有著令人欽佩的平衡處理。

本文摘自《自私的人類:人類如何避免自我毀滅》,澎湃新聞經授權刊載,標題為編者所擬。

《自私的人類:人類如何避免自我毀滅》,【英】尼古拉斯·P.莫尼/著 喻柏雅/譯,北京聯合出版公司/好·奇文化,2021年8月版

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽