【重演進化】胚胎發(fā)育重演進化

第5頁共5第5頁共5頁【重演進化】胚胎發(fā)育重演進化的“階梯”，位于這個“階梯”最頂端的，是最高等、最復個“階梯”的影響。1920克爾因此歸納出了一條定律：高等動物的胚胎在發(fā)育過程中，基本上逐步經(jīng)過類似低等動物的階段。這聽上去有點像進化論，但其實是目的論：胚胎如此發(fā)育，是由于有某種追求完美的內在傾向，使得它們跟自然界“階梯”相平行。實驗胚胎學的創(chuàng)始人馮貝爾既反對進化論，也反對自然界存在從低到高的“階梯”，他認為各種動物都按一定數(shù)目的原型分門別類。他提出了四條后來被稱為“馮?貝爾定律”的胚胎發(fā)育法則。簡單地說，他認為胚胎發(fā)育是一個從簡單到復雜，從同質到異質，從普遍到特殊的過程。在胚胎發(fā)育的早期，各種生物胚胎都比較簡單、同質，所以才出現(xiàn)了相似的形態(tài)。馮?貝爾的看法，也完全是目的論的，他也無法解釋，為什么鰓裂就是同質的、普遍的。達爾文最早指出，動物的胚胎發(fā)育是反對神創(chuàng)論的最有力的證據(jù)：如果生物是神創(chuàng)的，那么神應該讓受精卵以最直接的方式發(fā)育成成體，何必讓整個胚胎發(fā)育過程如此迂回曲折?為什么陸棲脊椎動物的胚胎發(fā)育要經(jīng)過鰓弓階段?為什么須鯨的胚胎有牙齒?為什么高等脊椎動物的胚胎有脊索?唯一合理的解釋就是，這些奇怪的形態(tài)是它們祖先的遺產(chǎn)。為什么這些遺產(chǎn)在胚胎發(fā)育中會保留下來呢?達爾文認為，這是因為導致進化的變異一般是在胚胎發(fā)育的晚期才發(fā)生的，對早期胚胎幾乎沒有影響，這一方面增加了成體和胚胎的差異，另一方面又使得不同類群動物的早期胚胎保留它們共同祖先的形態(tài)，“因此，胚胎結構相同透露了祖先相同?！彼€預言：“對不同種類的胚胎進行比較，應當能夠找出共同祖先的線索?！边_爾文曾經(jīng)抱怨說，他在《物種起源》中所提出的這些胚胎學的證據(jù)，沒有引起注意。不過這種情形很快就改變了。在10說法，并把它推向了極端：動物的胚胎發(fā)育是在遺傳和適應規(guī)律的制約之下簡化和壓縮了的進化過程的重演。如果這條“重演律”是正確的，那么，通過研究胚胎發(fā)育，就能夠弄清楚動物的進化過程。在“重演律”提出之后的三四十年間，激發(fā)了研究者極大的興趣，促進了胚胎學研究的繁榮，使得胚胎比較成為確定生物同源關系的重要工具，并做出了許多重大的發(fā)20的重要證據(jù)，動物在胚胎發(fā)育時的確保留著某些祖先的特征，但是極端的“重演律”卻逐漸被拋棄了：一個原因是“重演律”有太多的例外，胚胎發(fā)育對進化過程的重演并不那么忠胎學家傾向于接受“馮?貝爾定律”，簡單地把胚胎發(fā)育視為從簡單到復雜的過程。但是，在上面我已說過，“馮?貝爾定律”無法解釋鰓裂和其他的重演特征。1988討論了“重演律”，指出由于分子生物學無法解釋“重演律”，所以分子生物學家不承認這條定律。其實就在那時候，由于分子生物學方法被應用于研究胚胎發(fā)育，發(fā)育生物學(前身即是實驗胚胎學)正在發(fā)生一場革命，使得我們可以重新評價、解釋“重演律”。文的解釋是對的：能夠保留的突變一般發(fā)生在胚胎發(fā)育的晚些特征，也就并不奇怪了。Hox基因在所有的脊椎動物和絕大部分無脊椎動物中都存在，調控的機理也相似，表明它可能是最古老的基因之一，在最早的動物祖先中就已存在。Hox化不大，但隨著組織、器官的分化定型，突變的影響逐步被放大，導致身體結構發(fā)生重大的改變。這可以解釋寒武紀物種大爆發(fā)。那時候基因結構、發(fā)育過程都較簡單，Hox基因的突變容易被保留，結果導致了身體結