發育和進化的關系

不同脊椎動物的胚胎之間有著驚人的相似之處。19世紀早期，胚胎學家開始著力于研究各物種早期發育與進化之間的聯系，有一種說法是“個體發育重演系統發育”。當然，我們每個人在發育成完整人形的過程中并沒有真正經歷“蜥蜴”的階段。進化上越接近的物種胚胎發育過程的相似度也越高。在受精后的第4周，人類胚胎很難與其他脊椎動物的胚胎—鳥類、爬行動物或哺乳動物等—區分；但到了第6周，人類胚胎僅和某些哺乳動物胚胎相似；到了第7周，就只能在猴子等靈長類動物的胚胎中發現相似之處了（見圖2.4）。

圖2.4 “個體發育重演系統發育”。所有脊椎動物都有類似的早期發育階段，說明我們擁有共同的祖先。圖中是受孕后第4周和第8周的人類胚胎與其他物種胚胎的對比。

個體發育和系統發育之間的相似性表明，胚胎的早期發育在進化上是高度保守的。如果仔細思考胚胎發育過程中精確的時間，以及從一個受精卵發育成多種復雜器官系統經歷的一系列程序，你就會發現，這種高度保守性很有意義：在已有基礎上改動，要比從頭開始容易得多。例如，神經胚形成的早期，微小的變化都會改變隨后所有的發育進程，從而擾亂大腦形成的整個過程。脊柱裂的成因就是這樣：它是一種較為常見的疾病，是由于早期神經管發育缺陷導致的脊髓閉合不完全。因此，利用現有的結構完成進化比其他方式要容易得多，就好比翅膀可以在前肢的基礎上演化而來，而原始的大腦皮層也可以通過不斷擴大最終形成人類的皮層；相比之下，重新設定一個物種的發育進程就要難多了。物種的進化都會經歷隨機突變的選擇，突變發生得越晚，越有可能會產生一個存活的生命體，而不是出現一個致命的錯誤。事實上，這也就是孕早期意外流產多見的原因。這個問題在下一章中將會詳細討論。