细胞与生殖

在施莱登和施旺的细胞学说得到普遍认可之后，病理学家鲁道夫·菲尔绍（Rudolf Virchow）给他们的理论补充了一条重要的普适原则：除了所有的生物都是由细胞组成的之外，细胞本身也来自已经存在的细胞。我们已经说过，生长是细胞吸收营养、合成自身成分的自然结果，随着细胞体积的增大，直至两倍于最初的大小时，它们就会一分为二。这种被称为细胞分裂的过程也是最简单的生殖方式。这种繁殖手段在原生动物和酵母中尤为常见，而多细胞生物体内的每个细胞，例如我们的体细胞也采用同样的方式进行增殖。虽然也有一些类型的细胞会逐渐变得功能专精并失去继续分裂的能力，但许多其他种类的细胞（如位于皮肤、肝脏和肠道表皮等地方的细胞）终其一生都在经历不断耗损又不断被新生细胞替代的循环。事实上，在你读这段文字的时候，你的身体正在以每秒两百万个的速率清除衰老的红细胞，同时，骨髓中的细胞也在生长、分裂，并以几乎相同的速率在弥补这些耗损。

所有的生物，但凡是由细胞构成的，均来自先前存在的生物。认为生物来源于非生命物质的自然发生学说早在19世纪就被人们抛弃了，给它当头棒喝的正是路易·巴斯德（Louis Pasteur）的实验。那么，有性生殖到底是怎么回事呢？虽然这个问题的答案对今天的我们来说显而易见，但是这些知识其实是科学家们数个世纪持续观察和试验的成果。正如我们在第2章所说的，显微镜的发明让人们看到了精液中的精子，而后来，人们终于看到了由卵巢排出的卵子。

曾在很长的一段时间内，科学家们都相信“先成论”（preformation），这种理论认为生殖细胞内含有一个完全成熟的个体的复制，而所谓的胚胎发育只是这个完整个体尺寸的增长。直到1759年，卡斯帕·弗里德里西·沃尔夫（Caspar Friedrich Wolff）用显微镜观察到了以“渐成”（epigenesis）方式发育的鸡胚胎。“渐成”的意思是指胚胎每个部分的生长和发育都是从无到有、循序渐进的。发育的起点是精子对卵子完成受精，两者形成合子（见图5-1）。生物体的器官和不同的部分均由体细胞构成，例如肌肉细胞、骨细胞和肝细胞；与此不同的是，配子起源于某些特殊的生殖细胞，而后者只存在于卵巢和睾丸内。现存的生命都可以追本溯源至从前的细胞，生命的星火传递在代与代之间生生不息，而它的源头则是上古时期所有物种的某个共同的祖先。

这张照片展示了受精发生时，一颗被众多精子包围的卵子。