发育和进化的关系

不同脊椎动物的胚胎之间有着惊人的相似之处。19世纪早期，胚胎学家开始着力于研究各物种早期发育与进化之间的联系，有一种说法是“个体发育重演系统发育”。当然，我们每个人在发育成完整人形的过程中并没有真正经历“蜥蜴”的阶段。进化上越接近的物种胚胎发育过程的相似度也越高。在受精后的第4周，人类胚胎很难与其他脊椎动物的胚胎—鸟类、爬行动物或哺乳动物等—区分；但到了第6周，人类胚胎仅和某些哺乳动物胚胎相似；到了第7周，就只能在猴子等灵长类动物的胚胎中发现相似之处了（见图2.4）。

图2.4 “个体发育重演系统发育”。所有脊椎动物都有类似的早期发育阶段，说明我们拥有共同的祖先。图中是受孕后第4周和第8周的人类胚胎与其他物种胚胎的对比。

个体发育和系统发育之间的相似性表明，胚胎的早期发育在进化上是高度保守的。如果仔细思考胚胎发育过程中精确的时间，以及从一个受精卵发育成多种复杂器官系统经历的一系列程序，你就会发现，这种高度保守性很有意义：在已有基础上改动，要比从头开始容易得多。例如，神经胚形成的早期，微小的变化都会改变随后所有的发育进程，从而扰乱大脑形成的整个过程。脊柱裂的成因就是这样：它是一种较为常见的疾病，是由于早期神经管发育缺陷导致的脊髓闭合不完全。因此，利用现有的结构完成进化比其他方式要容易得多，就好比翅膀可以在前肢的基础上演化而来，而原始的大脑皮层也可以通过不断扩大最终形成人类的皮层；相比之下，重新设定一个物种的发育进程就要难多了。物种的进化都会经历随机突变的选择，突变发生得越晚，越有可能会产生一个存活的生命体，而不是出现一个致命的错误。事实上，这也就是孕早期意外流产多见的原因。这个问题在下一章中将会详细讨论。