外表平淡無奇的受精卵最後卻繁衍出上億個細胞,並分化成各種功能,各司其職,這之間的變化是多麼不可思議啊!只要想想每個人及其他動物都是經由單一受精卵細胞而來,便不禁要讚嘆胚胎發育真是生物界中一項輝煌的勝利。
研究胚胎發育是為了揭開生命如何形成的謎團。古代哲人已懂得用觀察與推論來解釋胚胎的發育,並引發出先成說與漸成說兩派理論。直到當代,分子生物學的崛起,科學家才得以從最上游的基因調控層次,去探索胚胎發育的奧妙,也因此使複雜、難捉摸的發育研究逐漸露出勝利的曙光。
作者以淺顯的解說及生動的譬喻,將生物學裡最基本、重要的問題介紹給讀者,字裡行間洋溢著推廣科學知識的真摯熱情。內容除了探討胚胎發育問題,還囊括再生、老化、癌症、演化等相關話題,並以海膽、果蠅、蠑螈、青蛙、老鼠、雞等動物實驗為例,闡述深奧的發育現象,令人捧讀之際不知不覺地進入胚胎發育的奇妙天地。書中隨處可見的精彩照片與插畫更加深讀者的印象,彷彿親臨實驗室現場,目睹動人的科學研究成果。
作者寫此書的原始動機,乃是要分享他的見解與科學研究中令人興奮的發現。為此,他確實打了一場漂亮的勝仗!
作者簡介:
沃伯特 著
沃伯特是英國皇家學會會員、倫敦大學學院生物醫學教授、傑出胚胎學家、知名演說家。他主要的研究興趣是胚胎發育的模式形成過程,並致力於將科學研究與思潮傳播給大眾。他的著作包括《熱愛科學》(A Passion For Science)、《發育原理》(Principles Of Development)、《科學的不自然本質》(The Unnatrual Nature Of Science)、《熱情的心》(Passionate Minds)(與Alison Richards 合著)。
目錄
第一章喂,受精卵裡有人在嗎?——馬爾布朗西認為植物種子裡可能含有無數個迷你小樹。即使聰明多才的馬爾辟基也擺脫不了這種觀念,深信胚胎在雞生下蛋之前就已存在了。第二章雕塑胚胎的形態——發育預設程序的特性是,指令雖簡單,卻能產生複雜的形態,好比摺紙藝術,摺紙的方法沒有幾種,但最後的造型,例如紙帽、紙鳥,就很複雜。第三章對號入座—發育模式的形成——假使能聽到細胞互相交談,大概只會聽到「你是三十三號。」「好,你是三十二號,我會告訴鄰居他是三十四號。」這種談話索然無味,卻是不可或缺的訊息。第四章四肢發育有玄機——所有高等動物都用同樣的訊號,差別只在於演化後,生物對訊號各有不同的反應,因而鳥類、鼠類、人類的指頭長相都不同。第五章進入DNA主宰的王國——我們可以把細胞核裡的DNA想成館藏豐富的圖書館,蒐藏著製造全部蛋白質的指令。DNA不只帶有製造蛋白質的指令,還控制何時何地製造何種蛋白質。第六章多才多藝的細胞——所有細胞都是從同一種細胞衍生而來,這種細胞就是多能的幹細胞。幹細胞一分為二時,一個子細胞保有幹細胞的性質,另一個則朝著不同種細胞的演變路徑走去。第七章果蠅,胚胎學家的寵物——果蠅受精卵不會正常分裂,只有細胞核每八分鐘左右分裂一次,二到三小時後,就有五千個細胞核懸浮在細胞質中。這時候,多核的單細胞胚胎才開始發育出隔開細胞核的隔層。第八章建構腦部的網路——愈晚形成的神經元遷移愈遠,所以最年輕的神經元遷移最遠,到了最外面。遷移的神經元附在神經膠質細胞上前進,就像我們攀爬繩子一樣。第九章變男、變女誰來作主?——身體組織不論是XX或XY,只要有睪丸酮分泌,就會有雄性性徵。因此,胚胎根本說來是雌性的,只是睪丸酮能將之轉化為雄性。第十章只要我長大——生長板在生長期間保持一定的厚度,當增殖出來的細胞由骨質取代時,整個骨骼就會變長。等到年齡漸長,生長板會消失,骨骼生長也就完全停止。第十一章當細胞氾濫成災——正常的細胞不會只因一步變化就變成癌細胞,而是像細胞分化一樣,要經歷好幾個階段。癌細胞有自己的發育路徑,階段之一是獲得永生的能力。第十二章老化,細胞的不歸路——演化的選擇過程只淘汰會影響繁殖的老化過程和疾病。一旦繁殖和照顧幼小動物的過程結束,生存本身就沒什麼天擇的好處了,所以才會有這麼多攻擊老年人的疾病。第十三章失而復得話再生——這種能再生失去部位的能力,對先成學派是個問題,因為如果所有部位在卵裡就預先存在,那麼再生的新部位是從哪來的呢?第十四章演化變奏曲——形態演化的關鍵變化在於控制負責細胞空間配置的基因。黑猩猩與人類的細胞種類並沒有多大分別,兩者主要的差別在於細胞的空間配置不同。第十五章發育的最高指導原則——比我預期還棒的是,果蠅和老鼠這麼大不相同的生物,在基因層次的作用仍然很類似,這就是發育法則逐漸浮現的輪廓。名詞注釋
第一章喂,受精卵裡有人在嗎?——馬爾布朗西認為植物種子裡可能含有無數個迷你小樹。即使聰明多才的馬爾辟基也擺脫不了這種觀念,深信胚胎在雞生下蛋之前就已存在了。第二章雕塑胚胎的形態——發育預設程序的特性是,指令雖簡單,卻能產生複雜的形態,好比摺紙藝術,摺紙的方法沒有幾種,但最後的造型,例如紙帽、紙鳥,就很複雜。第三章對號入座—發育模式的形成——假使能聽到細胞互相交談,大概只會聽到「你是三十三號。」「好,你是三十二號,我會告訴鄰居他是三十四號。」這種談話索然無味,卻是不可或缺的訊息。第四章四肢發育有玄...