超写实!从精子到人的72张解剖图

2012-12-03 09:24:12出处:PCbaby作者:佚名

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  从接吻到孩子的诞生,这个过程有多久呢?从精子与卵子的结合,再由胚胎慢慢发育成熟,到一个全新小生命的诞生,可是一项大工程。让我们一起来看看,从接吻到生子全过程的72步骤吧!

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 精子到人

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  A、精子进入卵子

  从生生不息的角度来说,精子就是一个生命体,或者说是生命体的一种表现状态,其结构颇有些类似病毒,只携带遗传基因(DNA,或者RNA)。对比之下,卵子则是一个休眠生命体,它等待着精子进入,以便重新启动它的生命活动,否则到时它将自动枯萎。对于精子来说,卵子就相当于病毒的宿主,找不到宿主,病毒就无法繁衍。同理,精子找不到卵子,精子的DNA也就无法繁衍。

  精子进入卵子的过程,处处体现着DNA智力的精彩。精子上有一种特异的蛋白质,能够打开卵子的细胞膜,让精子的DNA进入卵子。与此同时,当有一个精子一旦进入卵子之后,会立即产生一种信号给卵子的细胞膜,使其阻挡其他的精子再进入卵子。显然,这里有着一环扣一环的非常精确和微妙的操作程序,而类似的操作程序在胎儿发育过程中始终存在着。

  需要说明的是,由于胎儿的性别是由精子控制的,这就意味着卵子实际上是由精子制造出来的。这也正是本小节标题为什么选择“从精子到人的全过程”的原由所在。

  B、受精卵分裂复制与DNA重组

  精子进入卵子之后,会及时发出相应信号,促使受精卵细胞进入分裂复制新细胞的阶段。这时,来自精子和卵子的DNA双链(受精卵共有23对染色体,这里仅以一对染色体的DNA双链为例)各自解开成两个单链,并以自身单链为模板,复制出对应的新单链,然后每两条单链重新结合成为一条新的DNA双链。与此同时,受精卵的细胞膜分成两个,每个细胞膜里各有一整套新DNA(即23对染色体)及其配套结构,于是一个受精卵细胞就变成了两个新细胞。

  在受精卵复制新细胞的同时,原本来自精子DNA单链上的若干核苷酸段落(相当于功能基因),与等位的原本来自卵子DNA单链上的若干核苷酸段落发生交换,从而使新细胞的DNA既不同于精子的DNA,也不同于卵子的DNA,而且两个新细胞的DNA彼此也有所不同。

  显然,上述受精卵细胞第一次分裂复制过程中的基因交换现象,应该就是新生儿既不同于父亲也不同于母亲的原因所在。有趣得是,有的新生儿会更像父亲一些,有的新生儿则更像母亲一些(涉及到血型、相貌、性格和遗传基因特征)。遗憾的是,目前科学家并不清楚发生在受精卵第一次细胞分裂复制过程中精子与卵子的DNA遗传基因段落的交换机制,通常认为这种交换是随机发生的,但是并不能排除其中有着我们尚不清楚的规律。

  C、原版DNA单链与桑椹胚

  一个受精卵细胞经过分裂复制过程繁殖为2个新细胞,这2个新细胞似乎是自动立即进入分裂复制状态,并再繁殖成为4个细胞,接下来4个细胞又繁殖成为8个细胞。我们知道,受精卵细胞第一次分裂复制出2个新细胞时,其染色体DNA双链之间曾发生部分遗传基因的交换现象。那么,当这2个新细胞继续进行分裂复制繁殖时,是否仍然会发生部分遗传基因的交换现象呢?如果不再发生部分遗传基因交换现象,那么就意味着这2个新细胞都是原版细胞,每个原版细胞里各有四条原版DNA单链,由它们复制的下级细胞里的DNA结构与原版DNA结构完全一样。

  到受精第3天时,当初的一个受精卵细胞已经繁殖变成16个细胞,它们聚集在一起,状如桑椹,因此被称为桑椹胚。与此同时,这些细胞的个头也越来越小。事实上,卵子的体积之所以比较大,正是为了储存足够多的原材料和能量,以便满足受精卵的分裂繁殖和细胞数量的增加。因为直到这时,受精卵及其繁殖出来的细胞,还没有与母体建立原材料和能量的输送通道,因此只能完全靠自身的储备。

  有必要指出的是,桑椹胚的16个细胞,其各自细胞的结构和功能看起来完全相同,或者说至少目前还没有发现它们彼此有何不同之处,因为它们都拥有相同的原版细胞和原版DNA。但是,实际上这些细胞应该有着某些微小的差异,例如前体细胞(上级细胞)DNA与后体细胞(下级细胞)DNA的顺序编号差异。

  D、细胞功能的第一次分化

  约在受精后的第4天,桑椹胚发育成胚泡(又称囊胚),组成胚泡的细胞结构及其功能开始出现第一次分化。主要形成有三群细胞,第一群细胞称滋养层,组成胚泡的壁。第二群细胞构成囊胚腔,第三群细胞称为内细胞群。

  上述胚泡细胞的群落功能分化,具有非常重大的意义。其一,这表明胚泡细胞内部的DNA已经出现微小的差异,为日后“失之毫厘,谬之千里”的发育进程埋下了伏笔。其二,这表明精子DNA、卵子DNA、受精卵DNA或者原版细胞里的DNA存在着一种类似最高指挥者的管理机制,它拥有某种手段,可以让某些细胞里的DNA上的某些功能基因段落“开启”或“关闭”,从而表达出不同的细胞功能。显然,这里深藏着生命体的核心秘密,有关探讨见下文。

  E、对功能细胞进行信息编码

  科学界通常所说的遗传密码,是指DNA长链上的核苷酸碱基组合对氨基酸的信息编码,其主要功能是指导细胞把氨基酸合成为生命所需的蛋白质。但是,对于复杂的由数以亿万计细胞聚合在一起的生命体来说,仅仅有上述这样一种遗传密码是远远不够的。事实上,从受精卵形成的原版细胞,必须能够分化出功能各异的多种功能细胞来,否则就不可能形成一个拥有不同组织器官并协同一致的生命体。也就是说,多细胞生命体除了细胞内的氨基酸遗传密码之外,还需要建立细胞之间的功能细胞遗传密码,该密码指导着原版细胞演化生成各种功能细胞。

  遗憾的是,目前科学界对功能细胞遗传密码知之甚少。大体而言,早期胚胎细胞,似乎尚未发生功能分化,因此当早期胚胎由于某种原因分裂为两个或多个时,它们可以分别发育成熟(同卵多胞胎),这样的细胞称之为全能干细胞,即能够演变成任何一种功能细胞。胚胎细胞发育到一定阶段,就会出现成体干细胞或特异干细胞,这些细胞只能繁殖出特定的组织器官。在组织器官里的细胞则属于“工作细胞”,工作细胞的生命通常比较短,而且分裂复制的次数也比较少。但是,上述细胞的分化机制,基本上仍然属于尚未打开的“黑匣子”,进一步的讨论见下文。

  F、胚泡进入子宫

  约在受精后的第6天或第7天,胚泡开始植入(又称着床)子宫,约在受精第11天到12天时完成植入过程。所谓植入,即胚泡的滋养层细胞与子宫内膜接触时,分泌出特定的蛋白酶,分解子宫内膜造成缺口,以便让胚泡进入子宫内膜里;待胚泡完全进入子宫内膜后,会发出新的信号,促使子宫内膜将缺口修补完整。与此同时,胚泡细胞的继续分裂繁殖,所需的营养(构成细胞的原材料和能量)就转由母体子宫来提供了。

  此后,当胚泡发展到一定阶段时,胚泡还要从子宫内膜里出来变成胚胎,进入子宫腔里的羊水里,靠着一条输送营养的脐带与子宫内膜相连。

  G、从卵生到胎生必须一步正确到位

  卵生与胎生的主要差别在于,卵生动物的受精卵细胞储存有足够的原材料和能量,可以让受精卵的DNA发育成为新生命体。对比之下,胎生动物的受精卵细胞只储存着有限的原材料和能量,供一个受精卵细胞分裂复制繁殖出数量有限(约数十个到数百个)的新细胞。

  在这种情况下,胎生动物必须解决受精卵持续分裂复制以便繁殖出众多新细胞(由它们组成新的生命体)的原材料和能量(通常称为营养)供应问题,它找到的办法是让胚胎能够与母体(具体部位是子宫)建立原材料和能量输送通道,并在胎儿成熟时能够切断上述连接通道,使胎儿及时脱离母体而独立生存。

  这就意味着,从卵生到胎生的进化(包括卵胎生或者胎卵生现象),必须一步正确到位。即使是最初的胎生动物母体,除了提供精子与卵子相遇受精的条件之外,还要能够及时与受精卵建立营养输送通道,以便为受精卵细胞的繁殖过程提供相应的原材料和能量,并且养得大(子宫空间)、断得开(脐带脱落)、生得出(分娩),上述环节缺一不可,否则受精卵细胞就不可能发育成为新的生命体,而这种胎生动物也就会灭绝。显然,这种一步正确到位的进化,不可能是缓慢的随机的变异在自然选择下的结果,而只能是DNA智力系统的某种设计工作的成果。也就是说,进化需要设计。

  H、从胚胎到功能各异的组织器官

  约在受精后的第3周,胚泡细胞在经过一系列的复制繁殖和功能分化之后,形成由外胚层、中胚层和内胚层组成的三胚层胚盘结构。此后,上述三胚层细胞继续分裂繁殖,主要表现一是细胞数量的不断增加,二是细胞种类的不断增加。随着细胞数量和种类的不断增加,胚体(胚胎的早期状态)逐渐发育形成各种各样形状和功能各异的组织器官,直至成熟的胎儿。

  具体来说,外胚层发育出表皮及其附属结构,乳腺,口腔,鼻腔,肛门上皮,角膜上皮,晶状体,视网膜,内耳,神经,垂体,肾上腺髓质。

  中胚层发育出结缔组织,肌组织,胸膜,腹膜,心血管,淋巴管,淋巴器官,肾,输尿管,睾丸,附睾,输精管,精囊,卵巢,输卵管,子宫,阴道穹,肾上腺皮质。

  内胚层发育出咽到直肠,胆囊,肝,胆道,胰,喉,气管,肺,甲状腺,胸腺,中耳鼓室,咽鼓管,膀胱和后尿道,阴道和阴道前庭。

  上述发育过程,教科书中有着详尽的描述。问题在于,究竟是谁在指导着细胞数量的增加和细胞种类的增加,以及众多细胞组织器官之间的协同工作呢?遗憾的是,几乎所有的教科书和相关著作,对此都语焉不详。

  笔者在《经络之经典解读:染色体智力系统的信息通道》一文(注7)中指出,这里的奥秘很可能与DNA复制的顺序编号有着密切的关系。大体而言,由受精卵细胞第一次分裂复制出的原版细胞及其原版DNA,有着特殊的“指挥权”。为了描述方便起见,有必要对原版DNA及其复制DNA进行编号,即由原版DNA单链复制出DNA单链1,由DNA单链1复制出DNA单链2,由DNA单链2复制出DNA单链3,直至复制出DNA单链n,它们形成了顺序编号;与此同时,不同编号的DNA单链所在细胞,也就有了相应的顺序编号。

  其中,拥有小号码DNA单链的细胞,应该就是全功能胚胎干细胞;拥有中低号码DNA单链的细胞,应该就是特异功能的成体干细胞;拥有大号码DNA单链的细胞,应该就是数目庞大的分工不同、种类各异的体细胞及其工作细胞。从这个角度来说,生命种类的划分,应该深入并落实到细胞层次,有多少种细胞,就有多少种生命。也就是说,人并非是一种生命体,而是由成千上万种细胞生命体构成的协同一致的“聚合生命体”。

  具体到人类,我们已知人体共有254种功能细胞。有趣得是,如果从受精卵细胞分裂复制的2个原版细胞算起,经过8次分裂复制(2的8次方),正好形成256个细胞;如果从16个细胞组成的桑椹胚算起,再经过4次分裂复制,也正好形成256个细胞。在这种情况下,笔者推测,胚胎最初的256个细胞,有可能就是人体254种功能细胞的各自“母细胞”,至于多出的两个细胞很可能承担着控制功能细胞信息编码的“起始”和“终止”的职能。

  当上述“母细胞”各就各位时,它们会接收到或者发出开始履行制造各自组织器官的信号(如果没有启动信号,那么它们仍然还是全能干细胞)。这时,每一个功能母细胞(相当于成体干细胞)都会不断分裂复制出两种细胞,一种是器官边界细胞和框架细胞(它们控制着器官的大小和形状),另一种是器官工作细胞(它们承担着具体的任务,例如肺细胞的呼吸功能)。所谓复制出工作细胞,不仅仅是在繁殖增加数量,同时也是在对工作细胞DNA的若干功能基因进行开关信息编码,这样才能使该工作细胞进入其角色。此外,从提高生存保险系数的角度来说,功能母细胞有可能不止一套,而是有多套。或许,这就是功能细胞信息编码的一套可行的程序机制。

  众所周知,我们人类大脑神经元智力系统设计制造高楼大厦,用的水泥、沙石、砖头、木头、塑料、钢筋、玻璃、瓷砖、水管、电线等等原材料各不相同。对比之下,DNA设计制造生命体(例如我们人类),其结构远比高楼大厦要复杂的多;但是DNA却只使用一种内部核心结构几乎完全相同的建筑材料,它就是细胞。为了使细胞能够分别承担类似水泥和砖头的功能,DNA智力系统采用的办法是“启动”或者“关闭”DNA长链中某些基因段落,就是这样看似简单的开开关关,就可以制造出功能各异的细胞来。例如,神经细胞DNA上控制细胞分裂复制活动的基因就被关闭了,这正是神经细胞一旦受损便很难复原的原因所在。同理,神经细胞DNA上控制合成胰岛素的基因也被关闭了,而胰腺细胞DNA上控制合成胰岛素的基因则处于工作状态。显然,这充分体现着DNA智力系统的高明之处。

  I、胎儿期的自我学习

  在妊娠18天到20天时,胚胎体内就形成了一根能跳动的管子,它就是心脏和血管的雏形,可以说从这时起胎儿就开始了自我的生存技能学习。妊娠第2个月末,胎儿已经初具人形。妊娠第3个月末,四肢开始出现微弱的运动,这是建立大脑神经细胞对肢体控制的必要学习过程。妊娠第4个月末,心脏跳动已经相当有力了。妊娠第5个月末,出现吞咽羊水活动,这是胎儿在为日后的胃肠消化系统能够正常工作进行学习。妊娠第6个月末,眼皮可以开阖,视神经开始工作,这对于进一步刺激大脑的发育非常重要。

  当胎儿完成躯体的发育,以及掌握了基本的生存技能之时,胎儿会对母体子宫发出“我要出去”的信号,母体便进入分娩状态。当胎儿呱呱坠地时他就变成了新生儿,肺功能立即被启动并发出生命的第一声宣告,并且嗅觉和触觉功能也同时被启动,为的是能够与母体建立体外的依存关系。

  K、生物是精子DNA智力表演的舞台

  上述内容就是从精子到新生儿的主要过程,在大约280天的时间里,一个精子从不到十亿分之一克的质量,变成重达3000克的新生儿,质量最少增加了3万亿倍。在此期间,这一个精子的DNA至少制造出数百亿个细胞,并从第一个原版细胞分化出254种细胞,正是这些功能各异的细胞构成了我们骄傲人类的各种组织和器官。

  从这个角度来说,人体可以被解释为精子生命活动的“过渡状态”:它制造出男人,目的是复制出更多的精子;它制造出女人,目的是为精子提供宿主。也就是说,生物世界乃是形形色色精子DNA表演其精彩智力的舞台。

  当然,上述说法只是一种比喻,实际的情况要更加复杂和微妙。如果说精子是一种生命形态,那么卵子也是一种生命形态,受精卵和形形色色的功能各异的细胞同样属于生命形态,甚至组织器官也可以视之为生命形态(在实验室里可以做到让许多组织器官离体生存一段时间),至于生命体当然更是生命形态了。进一步说,由个体生命组成的群体生命,也可以解释为生命形态的高级形式,例如人类社会。与此同时,上述不同的生命形态,都有其各自的智力表现。

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