胚胎发育的过程写一段话
胚胎发育为什么要重演进化的过程?
胚胎发育为什么要重演进化的过程?
这个问题,实际上涉及到生物学上相关联的三件事——胚胎相似、重演和痕迹结构。
一,关于胚胎相似。 早在18世纪,一些搞胚胎学研究的解剖学家就敏锐地发现,相关种类的动物胚胎之间比它们的成体之间更为相似。例如,人类胚胎的早期形态,不仅与其他哺乳动物(狗、牛、鼠)胚胎的早期形态相似;而且在其早期阶段甚至与爬行动物、两栖动物和鱼类的胚胎相似。见下图—— 胚胎发育越到后期,越才表现出所属更高分类群的特定性状。比如甲壳纲中的无腹柄藤壶,其成体性状是高度特征化的——和谁也不像,但在自由游动的幼虫阶段,与甲壳纲中的其他动物的幼虫仍很相似。见下图—— 不赞成进化观点的人,对这种现象的看法是,幼体相似性说明不了什么问题。他们说,在所有生物的发育过程中必然要经历从简单到复杂的过程,它们的早期发育阶段,由于形态很简单,所以比起后期更复杂的阶段,前者相互之间更具有相似性。这种说法没有全错;然而,必须更深入到本质认识到——这种情况,反映出胚胎和幼体总是具有某些它们所属种系发生线系的特殊性状,从而揭示出具有相似性的胚胎之间是相关联的;而且,对胚胎发育阶段的进一步研究证明,这种胚胎相似,恰好表明了一个共同祖先起源是如何在祖先树的不同分支上逐渐分化的——这可以更好地理解进化的路径。 (恩斯特.海克尔)
二,关于重演。 生物学中的“重演”,指的是在个体发育过程中一些结构出现一段时间之后又消失的现象,这些结构在“相关分类群”的成体中还保留着。也就是说,重演,是指在一个种系谱中,祖先的某个性状虽然在胚胎发育的后期消失了,但是在来源于共同祖先的其他种系的物种中还保留着这种性状。例如,长须鲸胚胎发育的一定阶段中,会发育出牙齿,但是随着生长,这些牙齿便被吸收而消失了。在胚胎发育的连续阶段中,这种某个古性状出现一段时间然后又消失的现象非常明显,以至于产生出一种专门的理论,即重演理论。
关于重演现象,胚胎学家们曾有两种截然不同的解释。
第一种观点,是德国生物学家卡尔.恩斯特.冯.拜尔(1792-1876)的理论——他认为,除非知道各种生物的起源,否则无法正确鉴别它们,因为不同生物的早期胚胎彼此非常相似。但是,在发育过程中,胚胎越来越像其所属种类的成体,这样便与其他生物种类的发育差异越来越大。冯.拜尔有一段非常有名的话——胚胎“存在着从同质、一般到异质、特殊的逐渐变化现象”。他的解释被人们普遍接受。但是,这个观点,显然与一些个体发育的事实相矛盾。例如,为什么鸟类和哺乳类动物的胚胎,会出现像鱼类胚胎那样的鳃裂?鳃裂在陆生脊椎动物的颈部并不常见。
第二种观点,是德国博物学家恩斯特.海克尔(1834~1919)对“重演”得重新定义。18世纪90年代,也就是达尔文《物种起源》发表前70年,胚胎学家就已经发现这些动物的胚胎中存在着鳃裂。当时,对这种现象的唯一解释是生命巨链,即自然阶梯。按照这种解释,所有的生物,从最低等的生物到鱼类、爬行类、最后到人类,排列成一个不断趋向完美的系列。有人据此提出,更高等的生物胚胎发育过程“重演了自然阶梯上更低等生物的个体发育——重演这个概念由此而来。后来,达尔文提出进化理论并被科学界普遍接受。恩斯特.海克尔概括了前述研究,提出了对重演的新定义——“个体发育重演系统发生”——就是说,生物的个体,从胚胎阶段,是把进化的过程“重演”一遍。不过,这个理论也有明显的缺陷,因为在哺乳动物的胚胎发育过程中,没有哪个阶段像成体的鱼。只是在某些特征(如鳃囊)方面,可以认为哺乳动物的胚胎确实在重演着其远古祖先时的情况。但是这种重演情形毕竟很少。成千上万种动物的胚胎结构有它们祖先的痕迹,但是这些相同的结构在成体的生命形态中都没有。 (迈尔)
那么,为什么很多情况下个体发育要经过这样一种迂回的路径才能发育为成体?最终,实验胚胎学家发现,这些具有其祖先性状的胚胎结构,起着胚胎“组织者”的作用,以保证下一阶段的发育。例如,如果切除一只两栖动物胚胎的前肾管 ,就不会发育出中肾。同样,切除原肠顶端的条纹中线,就会阻止脊索和神经系统的发育。所以,“无用的”前肾管和条纹中线之所以重演,是因为它们是后期结构发育的胚胎组织者。正因为如此,所有陆生脊椎动物(四足动物),在它们个体发育的某个阶段才会发育出鳃弓。这些类似鳃的结构决不是用来呼吸的,而是在以后的个体发育中发生了明显的重构,并在爬行动物、鸟类和哺乳动物的颈部区域产生出许多不同的结构。
对于“重演”,更为科学的解释是——受遗传控制的发育程序无法省去这些含有其祖先生理结构的发育阶段,而且在后面的发育阶段中不得不改变这些结构,以便使它们适应生物新的生命形式。胚胎中祖先器官的出现成了确保重构器官发育的体内程序。重演的总是生物祖先的某些特定结构,而不会是整个成体形态。这个结论,是由美国生物学家迈尔提出的,并成为其获得1994年国际生物学奖的重要原因。
三,关于痕迹结构。 很多生物都有一些特殊结构,这些结构的功能没有完全发挥或者已经完全丧失。比如,位于人类盲肠上的阑尾、长须鲸胚胎中的牙齿和许多穴居动物的眼睛。这些痕迹结构是生物祖先体内曾经具有完全功能的结构的残留物。由于生物生存环境的变化,这些结构后来已经极大地退化了。当这些结构因为生物生存方式发生改变而失去其功能时,它们就不再受到自然选择的青睐,并逐渐消退。但这些痕迹结构有助于了解以前的进化进程。
关于胚胎相似、重演和痕迹结构这三种现象,用神创造万物和人的“特创论”观点,以及星际高等智慧创造了地球生物和人的“智慧创造论”观点,都是无法解释的。能够清晰解释这三种现象的,是建立在“共同由来、变异和选择基础上”的进化理论。