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第37章 盲目的发育生物学(1)

要点:发育生物学具有很重要的社会实践意义,关系到个人及子孙万代的安危。目前本学科受分子生物学的盲目影响,还没有摆正自己的重要位置。决定生物发育的原动力在细胞外部而不在内部。发育雕塑律是重要的发育规律。我们应当从兽孩事件中得到启迪。

发育生物学是研究多细胞生物在一个主细胞循环周期内生命变化过程规律的科学。

《发育生物学》是在《胚胎学》的基础上形成的一门有缺陷的新兴生命科学。从历史上看,胚胎学有两种理论。一种认为配子中含有后代成体微小雏形,称为“先成论”;另一种认为配子中不存在胚胎结构,而是逐渐变化过程,称为“后成论”。当然,先成与后成都是指个体表型而言的。显然,“先成论”是错误的,“后成论”是正确的。随着科学的发展,尤其是细胞生物学、遗传生物学及分子生物学的发展,在胚胎学基础上形成了发育生物学。然而,三门学科本身的片面性也传递给了新兴学科,使《发育生物学》从一开始就没有步入正确道路。第一,把发育过程看成是受基因组DNA的信息控制,这就陷入“分子先成论”观点,创新了历史的错误。第二,任何学科最终都是为社会实践服务的,掌握个人“优良发育”规律决定着全人类的命运,这显然是极重要的学科。然而,发育生物学目前还远未定位到这个问题上来。

当前研究发育问题,错误表现在哪里呢?可概括九个字:“发育受遗传信息控制”。遗传和信息两个概念本身存在误区暂且不论,把生动的发育问题死死定位在受一种死分子控制上,这就注定了发育生物学的错误研究方向。接下来,为了解决发育的遗传程序是以何种方式编码在基因组DNA上,反过来,编码在DNA上的遗传信息又如何控制生物体的发育问题。这样,科学研究就有事可做了。不管你搞得多么复杂深奥,注定又是一门赖科学。

道理很明显,一个受精卵发育为成体,即便是按以基因组为中心来看待,首先,中心分子受细胞质控制;其次,作为受精卵还要受细胞境控制;再次,作为生物体还要受开放生命境控制。这就是说,发育是受“生命境”控制的细胞循环过程。发育的控制动因是由外控制内,而不是由内控制外。这个问题应该不难想清楚!关于发育问题真正“费解”的地方:胚胎发育阶段是细胞体互为生命境的问题(主要以胞外基质和细胞因子起作用);成体发育阶段是生物体互为生命境的问题(主要以社会化方式起作用)。这是发育生物学正确研究道路的总纲。

自古以来,人们就对人和动物是怎么产生的迷惑不解,尤其是对个体都要经过胚胎发育过程很感兴趣。因此,逐渐产生胚胎学、比较胚胎学、实验胚胎学、化学胚胎学和分子胚胎学等等,到19世纪末创立了用实验和分析的方法研究胚胎发育机制。随着细胞生物学、进化生物学、遗传生物学、生物化学、分子生物学等迅速发展,发育生物学从20世纪50年代以后逐渐成为生命科学领域中的重要方面。当初把十月怀胎这类胚胎发生过程叫“发育”。研究发现生物个体在整个生命周期都处于动态的发育中。原来局限在胚胎的发育概念,必然要扩展到胚胎后的整个发育过程,于是,从受精、合子、胚胎、婴儿、幼儿、少年、青年、壮年、老年、衰老直至死亡,整个生长发育过程就成了《发育生物学》所研究的对象。这样一来,《发育生物学》就把自己推向一种重要地位,成为内容全面的、庞大的、重要的一门学科。这样,发育生物学从局限揭示胚胎形成的奥秘,扩展到揭示塑造优良个体的奥秘。这关系到品种改良、健康、疾病、衰老、医药、培养优秀人才等等诸多实际问题。

一门学科,从解疑谜团阶段到掌握其规律阶段,再到实际应用阶段,这三个阶段基本解决,才算这门学科成熟。要这样看,生命科学中的《发育生物学》这门学科还没有成熟起来。现代“发育生物学”自己说是一门“新兴的生命科学”,可实际上,现代发育生物学还没有真正找到自己的位置。由于不能定位,只好盲目追随相关学科的发展而发展,这不仅认识不到本学科的重要性,反而被引入歧途。从实际应用出发,这门学科对人体的健康成长与塑造优良个体具有难以估量的深远意义。应当说,这是生命科学中最有实践意义的一门学科,也是决定人类未来命运的学科。

发育生物学盲从遗传学的研究成果,把基因当成武器,用基因表达来研究胚胎细胞的分化现象,使发育规律陷入复杂的迷宫。如果按照基因表达的观点,基因主要管到细胞间的相对位置及细胞间的生理功能影响。而胚胎后的发育过程与基因表达几乎就不搭界了,因此现代《发育生物学》的研究陷入困境。

以人体发育为例而看,可以区分胚胎发育和胚后发育两大阶段。胚胎发育阶段浓缩着亿万年进化中体与境作用规律,重要作用是重复历史必要循环变化过程(这个过程是连续的,不可终断的);胚后发育阶段遵循体与境作用的雕塑规律,重要作用是惠及当代的循环存在。这两大发育阶段都受外部“历史生命境”及“当前生命境”的双重控制,表现出既有稳定一面又有变化一面,稳定的程度及变化的程度决定于当前生命境的变化程度。遗传学只关注内部而忽视外部,把主要的变化方面忽视了,所以遗传学提供的基因武器对两阶段发育过程无法给出圆满解释,因此无法完成一门重要学科的使命。

在此要着重强调本学科的特殊使命。地球上所有物种都会走向灭绝。人尽管是特有物种也必须遵循自然规律,人的归宿,或灭绝或改造,别无它途。从实际应用的角度看,发育生物学的重要性在于,提供理论依据,指导人类自我改造实践。从近期看,增强每个人对环境的适应性,使每个人都能度过健康长寿的循环周期;从长远看,使人类跳出灭绝宿命,这体现出从我们开始已经具有惠及子孙的宏远胸襟。我们应当有能力从发育规律中推导出“智慧积最大化”的目标,最终使人类成为不退化、不灭绝的伟大物种,这应当是人类的最高利益,也是本学科的特殊使命。

研究发育问题,必须明确“细胞产生细胞”的观点。原始细胞通过连续不断的分裂,延续38亿年从未间断才产生今天看到的生物体。也就是说,今天每一个生物个体往回看,都是细胞产生细胞链条的尾端。每一个多细胞生物体的起点是主细胞,主细胞与主细胞的连结就是亲代与子代的连接。主细胞与主细胞的循环周期之间就是多细胞生物体细胞复杂变化过程。准确而概括地说,

今天每一个多细胞生物都是主细胞连续不断链条上的一次循环。这是认识多细胞生物的大视野。主细胞体系在每一次循环中,一方面表现出相对的稳定性,我们把他叫遗传;一方面由体和境的变化而发生了与上一代循环的差异,我们把他叫突变。这种稳定和变化主要是由原生体核酸分子序列变化(新组合)及各层次生命境变化决定的。主细胞体系的稳定性是大局,是主要的,变化只是在允许范围内的有限小变化。在稳定与变化中,虽然是体和境共同起作用,但境永远是相对主动变化方面,体永远是相对被动应答方面。这样看,主细胞体系在连续链条上的差异就表现出生物进化,主细胞体系在每一个循环周期内的细胞分裂和细胞分化过程就是生物发育过程。而主细胞体系的产生那是上一代主细胞体系循环过程的产物。明确地说,循环周期之间稳定与差异的积累是进化问题;循环周期之内稳定与差异变化是发育问题。

需要指出的是,任何多细胞生物个体都是从一个主细胞发育而成的。理解主细胞的复杂性,必须用历史的眼光,从进化的角度来理解。主细胞体是38亿年前从最初原始单细胞体不断与其生命境相互作用而产生的。环境变化是根本的原因,因此,发育的根本原因在细胞体外部而不在细胞体内部,准确地说在于生命境。发育生物学要回答很多问题:细胞分化、组织发生、器官发生、适应、变态、再生……最重要的是要认识两个规律,第一,在胚胎阶段是什么主导着细胞分化?第二,在胚后阶段发育遵循雕塑原理。

胚胎阶段发育——从人的角度看,大多数动物都要经过受精、卵裂、原肠胚形成、神经胚形成、器官形成等发育阶段。胚胎发育的核心问题是细胞分化。在人体总数约100万亿个细胞中,有200多种类的不同细胞。细胞间互为生命境才逐渐有细胞分化问题;多细胞生物的起始主细胞与开放生命境是隔离的,大都以分化的体细胞面对开放生命境;分化是主细胞在分裂过程中不断“简化”和“专一”的形态。如果武断下结论说“细胞分化是基因选择性表达的结果”,这种把基因与表形挂钩,而忽视细胞境的主导作用,那么,这是科学自己给自己制造了“挑战性问题”,必然会“陷入扑朔迷离的困惑中。”应当这样理解胚胎发育现象,首先,那是38亿年由生命境塑造了一个连续存在的主细胞,这个主细胞所以发育为胚胎是在如下层次生命境影响下实现的。

第一生命境,主细胞体在分裂时原生境不均匀,影响两细胞不完全一样。

第二生命境,细胞与细胞间互为生命境,通过位置、胞外基质、蛋白质种类等相互作用,相互影响,形成不同细胞。

第三生命境,通过细胞外信号,激素、细胞因子等化学分子彼此作用,影响细胞。

第四生命境,开放生命境,主要是摄入食物通过母体血液对胚胎细胞的影响。

细胞与细胞之间互为生命境,表现为胞外基质的组成与作用。可以理解为生长因子,胞外基质,化学变化,胞外基质梯度变化等等。我们已经注意到:细胞要素-相互作用,刺激效应,偶联反应等。一些特异蛋白分子起连接作用。生长因子-内分泌激素的调节作用。特异性生长因子主要起细胞的增殖和分化作用。还了解到,胞外基质的主要成分是胶原、蛋百多糖、糖蛋白结合着生长素等等。

其本质是细胞间互为生命境的问题

我们认为细胞核中拥有“全套遗传信息”,发育就是这些基因表达问题。不妨换个思维来理解:①环境让你表达就表达,不让你表达就去死吧!很多动物卵成活的极少,大部分都死亡了。是环境在做主,而不是基因在作主,基因只是被支配地位。②环境让你不能正常表达,你只好发育成一个畸形的不正常胚胎,基因作不了主。③要想发育一个优良健全的胚胎,必须保证受精卵所处的各层次生命境正常合谐。在人类胚胎发育的关键阶段,即便是极其微量的激素、细胞因子、化学分子……都会使胚胎发育发生异常改变。④我们所说的“全套基因”在进化史上就是这样窝窝囊囊地走过来的。

哀!生命科学为什么要树基因这个窝囊肺来主持胚胎发育工作呢?真让发育学丢脸!

胚后阶段发育——对于人来说,胚胎阶段发育是在母体内的保护过程,胚后阶段发育是面对开放生命境情况下,在较长一段时间里,仍需母体外的保护过程。人的“优生优育优塑”是一个连续的整体过程,都应当重视。但是,出生以后的“优育优塑”过程对每一个人及全人类整体都具有不可估量的重大意义。

人类社会是什么?人类社会就是人类的整体生命境。这其中包含有每个人的生命境部分,离开人的生命境部分,人充其量只能成为动物。我们所以是人,是好人,是坏人;是坚强的人,是懦弱的人;是优秀的人,是平庸的人……尽管与胚胎阶段发育有关系,但是,最最重要的是要看在胚后阶段的发育过程。人类社会必须要理解并掌握发育中的雕塑规律。

发育雕塑律——发育规律是:塑造易,改动难。可用雕塑头像比喻,一块材料要雕塑成任何人的头像都比较容易,但在雕塑过的地方再改成另外人的头像就很难(当然不是绝对不能改)。每个人的生命境决定着每个人的发育过程。胚胎发育阶段是远期生命史(进化)的发育过程,发育路线图是相对固定的,稍加改动会造成死胎,轻微改动会造成畸胎,早已雕塑成形的部分几乎没有改变余地。胚后发育阶段是近期生命史的发育过程,发育路线图是宽泛的,在一定范围内,对生命境的适应有很大余地。因此,婴儿、幼儿、少年、青年可塑性很大,成年后可塑性变小。一旦前期塑造过后,后面再改动前面的塑造变得很困难。这就是人们常常感受到的一些现象,如“秉性难改”、“习惯成自然”、“固执己见”、“民族文化”、“种族偏见”、“地域差异”、“先天教育”、“家庭影响”等等都表现出发育的雕塑规律。

出生婴儿所感触的外部世界,童年所触及的各种事物,学龄所接受的文化教育,都是雕塑一个人的生命境,是人生发育的重要阶段,其中的饮食摄入和生活习惯都是很重要的雕塑过程。什么样的生命境经历决定着会雕塑成什么样的人。关于天才是先天还是后天?人之初是性本善还是性本恶?人性中很多的东西是先天还是后天?我们总是争论不休,得不出准确答案。其实,这个问题远没有像争执中的那么复杂,只要我们尊重客观事实,答案十分简单。我想,兽孩现象应当受到我们的重视。

兽孩的启示——我们都认为人生来就是人,野兽生来就是野兽,我们与野兽截然不同。人天生就是高贵的人。这样的认识是我们长期以来的一种偏见。真实的情况是这样:人生下来以后,人体与人境相互作用才会发育为人,若与狼境作用发育为狼,若与猴境作用发育为猴,若与豹境作用发育为豹……只有与人境作用才会发育为人。请深思下面一些例子吧!虽然是特例,但揭示了发育的根本规律。现在,世界上已经发现了50多个兽孩:狼孩19个,17个在印度,2个在欧洲;猴孩7个;熊孩5个,3个在立陶宛,1个在印度,1个在匈牙利;羊孩2个,1个在爱尔兰,1个在叙利亚;豹孩1个在印度;猿女1个在缅甸;狗孩3个在俄罗斯;鹿孩1个在非洲;猩猩孩1个在乌干达;狒狒孩1个在非洲……由野兽培育出的人不仅不是人,而且很难再恢复人性,这一事实证明:人体与人境作用才是人。生命境决定着发育。

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