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出生前决定“你是谁”

2018-10-22

奥秘(创新大赛) 2018年8期
关键词:色盲左撇子脸部

你的人生,你的未来,在你出生之前就已经有了蛛丝马迹。在你来到这个世界发出第一声哭声之前,你的外表和你的“本能”行为都已经形成。那么,你是如何在这九个月里,从一个微小的细胞变成一个婴儿、成为今天的“你”?请看科学家为你解开人类出生前这段九个月旅程的奥秘……

0天:获胜精子决定你的性别

在精子与卵子结合过程中,只有一个精子会成为最后赢家。在父亲2.5亿精子大军中,最后能获得新生命的赢家一般只有一个(异卵双胞胎是两个精子与两个卵子相结合,形成两个受精卵发育而来。),它在竞相走向新生的激烈竞争中脱颖而出,终于抵达并进入母亲的卵子。成为婴儿的旅程,就从这里开始。

从第一个细胞开始,你的基因蓝图就已经确定了。获胜精子将决定你的性别,如果它包含有一个X染色体,你将会是一名女婴;如果它包含有一个Y染色体,你将会是一名男婴。父亲的精子和母亲的卵子结合在一起,共同创造了一个全新的基因集合,一个新的生命体。在未来九个月里,这些基因将产生很大的影响,创造出一个独一无二的你。

第6天:第一波考验决定胚胎生死

2~6天的时候,你还只是一簇细胞,面临第一波严峻考验。

你已经转移到母亲的子宫里,着床在子宫壁上继续发育。但只有健康的胚胎才能存活下来,大约有三分之二的胚胎在这个阶段或不久之后悄然消失,甚至他们的母亲都不知道他们曾经存在过。而健康的你,细胞会释放出发育正常的化学信号,被认可并附着在母亲的子宫壁上。受精后数小时内,受精卵内的细胞开始分裂,1个细胞分裂成2个,2个分裂成4个,然后分裂成8个、16个,以此类推分裂下去,但70%的受精卵细胞在这6天里分裂失败。你是幸运的,你的细胞成功存活,并继续发育成长。

4周:面部特征形成,决定你的面貌

第4周时,你的身体和四肢开始成型,你的面部特征也在此时形成。

未来几周里,你的脸会基本成形,14种不同的结构结合起来,为脸部的复杂肌肉组织层构成一个基本框架。人的脸部基本结构都是一样的,但却不会有完全一模一样的两张脸。你的脸部特征是由你的基因决定的,相关基因在这一重要过程中开启。科学家认为,我们的DNA中可能有成百上千的基因开关在仔细而巧妙地为我们未来的面貌“绘制蓝图”。

现在的你,看起来可能有点像你的父亲,也可能有点像你的母亲,或者既像父亲,也像母亲。但是除非你有一个同卵双胞胎兄弟或姐妹,否则地球上绝对不会有另外一个和你长得一模一样的人。导致我们如此不同的一个原因可能是因为创建脸部特征的基因开启和关闭时间的不同。4周前,胚胎只有一粒苹果籽般大小,然后遗传自我们古代鱼类祖先的基因开启,长出一些类似鱼鳃的结构,叫作咽弓或鳃弓。这些结构逐渐演变为耳朵、下颌和喉咙,直到8周左右才形成完整的人脸。

11周:决定你是左撇子还是右撇子

第8周时,你完成了从胚胎到胎儿的转变。11周时,你的四肢发育完成,你的手脚已经可以开始动了,于是你会向一边倾侧,或向左或向右。你的一侧手臂可能会比另一侧伸得更长一些,你会开始吮吸某一侧的拇指。十个胎儿中有九个是右撇子,还有一个会是左撇子。只有不到1%的胎儿不分左右手的倾向,可同样灵活地使用左右手。左右手偏好在很大程度上取决于你的基因。

拳击手汤姆·斯托克就是这十分之一的左撇子,生活在一个以右撇子为主的世界里,他经常会感到不便和尴尬。2012年,他带领英国队参加奥运会时说:“我有时会觉得非常尴尬,使用右手的其他人会说‘他太麻烦了,他是我们的一个噩梦’。”

在赛场上,左撇子拳击手往往从与别人不同的角度出击,因此斯托克说,我感觉对付一个左撇子比对付一个右撇子更费劲,更容易犯错。

可以确定,1万年来左撇子的比例并没有改变,考古学家发现,适合左撇子使用的工具占了10%。很有可能,在过去敌对部落之间的战争中,像斯托克这样的左撇子会占据一定的优势,因此虽然左撇子在人数比例中呈弱势,但他们更有可能在生存斗争中存活下来,将他们的特殊基因传递下去。

假使果真如此,我们可以期待在拳击、网球、板球和棒球等体育运动中出现更多的左撇子选手。实际上,运动员群体中的左撇子所占比例是其他正常人群的三倍以上。

12周:决定你独一无二的指纹

你在子宫内继续发育成长,你的另一个独特的特征正在形成。

当你的小手轻轻推动着周围的羊水时,你手指上的皮肤开始起皱,这种与周围环境的互动在你的手指肚上形成由拱形、环形和螺纹形三种基本类型组合构成的一套独特的指纹。即使是同卵双胞胎,他们对周围羊水压力的体验也是稍有不同的,他们的指纹也略有不同。17周时,你10个手指肚上形成的指纹将是世界上独一无二的,指纹将你的身份与世界上其他人区分开来。

14周:决定你今后选择另一半的偏好

在你的身体渐渐成形之时,你的体内也在形成独特的免疫系统。

14周时,你的体内会产生人类白细胞抗原(HLA)蛋白质,它可以帮助免疫系统识别细菌和病毒。H L A的可能组合多达成千上万种。一种理论认为,H L A蛋白质的气味决定我们与异性之间的相互吸引力,你会被某个具有独特H L A组合的人的气味吸引,而你也会吸引某个对你独特HLA组合产生的气味感兴趣的人。所以在你出生前,你的免疫系统发育对你以后的人生可能会产生一些令人惊奇的影响。

1994年,几个瑞士研究人员做了一个不同寻常的实验。他们让几个44岁的中年人穿上T恤,几天不洗。然后随机选定一些女孩,让她们嗅闻这些T恤后,按从1到10的等级来评判这些T恤的性感程度。

研究人员对调查数据进行分析之后发现,被这些女孩评为最性感的T恤的穿着者,拥有非常与众不同的免疫系统。实验表明女性在某种程度上是无意识地通过气味来选择她们认为最性感T恤的。

这项研究表明,你在子宫里形成的免疫系统类型,对你日后人生伴侣的选择会产生很大影响。另外研究还认为,你的父母可通过选择一个HLA系统与自己大不相同的伴侣,生下一个抗感染免疫能力更强的孩子。

15周:决定你的大脑“性别”

取决于第8周时睾酮的剂量大小,第15周时的你已拥有了男性或女性的生殖器,现在第二次的睾酮剂量大小将帮助塑造你的大脑成为“男性化”大脑或“女性化”大脑。

从15周开始,男性胎儿接受到的睾丸激素量激增,以创建他们的睾丸;女性胎儿从母亲和肾上腺接受到的睾丸激素则要少得多。接受高水平睾丸激素的大脑更富于男性的冒险行为,另外,在子宫里接触到更高睾丸激素的人,无名指比食指长。

莱尔德·汉密尔顿是一个勇敢的冲浪者,他对冒险活动的偏好可能在他出生之前就已经决定了。男性胎儿和女性胎儿在子宫里都会接受到睾丸素,但是男性获得的量要大得多,15周左右大量的睾丸素会覆盖在胎儿整个小身体上。

睾丸素急剧飙升时,正值形成我们个性的大脑部分组织发育之时,因此睾丸激素对大脑的影响是巨大的,例如,那将影响我们对寻求刺激的渴望度。汉密尔顿说:“如果我的面前有巨浪扑来,我会兴奋地迎上前去,这种渴望发自我的内心,刻在了我的血肉和我的灵魂里。”

奇怪的是,你还可以通过一个人的手来看出其是否是富有冒险精神的人,睾丸激素影响大脑,也影响到手指。研究发现,子宫内高水平睾酮与无名指比食指长的现象相关。汉密尔顿说,我的无名指比食指要长,我想,这可能是我喜欢冒险的原因吧!

28周:决定你眼中世界的色彩有多真

28周时你的大脑和身体都已经发育得很好,这时你的眼睛里已经产生了许多可以感知蓝绿红三色光波的视锥细胞,大多数人一出生就可以分辨出1000万种不同的颜色,但有8%的男性和0.5%的女性是天生色盲,因为他们缺少必要的色素细胞,还有些人天生具有第四种类型的色素细胞,可以感知红色和绿色之间的波长,所以他们眼中看到的世界色彩比一般人更为缤纷。

正常视觉者拥有所有三种类型的视锥细胞,被称为三色视觉者。三色视觉“出错”者,会有某种程度的色盲,被称为三色视觉异常者。这类患者某种视锥的感光能力略有失准,属于哪种类型的色盲,取决于哪种视锥细胞“出错”。

绿色弱视对绿色光线的敏感性低,是最常见的色盲,蓝色弱视对蓝色光线的灵敏度低,但极为罕见。三色视觉异常的影响程度从几乎与正常色彩相差无几,到对色彩几乎没有感知的“错误”程度。

绿色弱视和红色弱视统称为红绿色盲,这类患者通常很难区分红色、绿色、褐色和橙色,他们还经常混淆不同类型的蓝色和紫色色调。

蓝色敏感度减少的患者难以分辨蓝色和黄色、紫色和红色,以及蓝色和绿色之间的区别。他们眼中的世界通常显示为红色、粉色、黑色、白色、灰色和青绿色。

大约一半左右的三色视觉异常者眼中的世界与二色性色盲者相类似,但在光线充足的环境下他们的色彩感知能力会得到改善,光线不足的情况下则会更差一些。通常他们的颜色感知能力与二色性色盲者一样差。

二色性色盲如果是遗传性,将会持续终身,如果是后天获得性的,有可能会发展恶化,也有可能会随着时间的推移得到改善。二色性色盲者只有两种类型的视锥细胞,完全缺少另一种视锥细胞。因此,红色盲患者无法感知任何红色光线,绿色盲者无法感知任何绿色光线,蓝色盲者无法感知任何蓝色光线。

全色盲也叫单色视觉,他们看不到任何色彩,他们眼中的世界全由从黑到白深浅不同的灰色构成,就像老式的黑白电视机里播放的画面一样。全色盲极为罕见,3.3万人里大约只有1例。

普遍认为,全球8%的男性和0.5%的女性患有彩色视觉缺陷。有些地区比例偏高,如白色人种(高加索人)地区,如斯堪地那维亚地区的男性患者比例高达10%~11%。相比之下,撒哈拉以南的非洲地区很少有色盲患者。印度和巴西等国家因大量混血基因遗传史,发病率也相对较高。

37周:决定你出生时的健康状态

9个月时,你体内从一个细胞已经增殖到了大约一万亿个细胞,你出生时的大小取决于很多东西,包括你的种族、性别和基因。

但外部因素也很重要,如母亲的饮食、压力水平和吸烟状态,也都会起到一定的作用。一种新的理论认为,你母亲的子宫环境有可能会改变你的DNA遗传标记,以及决定你日后成长过程中如何控制你的基因开闭等。有证据表明你出生时的体重可能会影响你日后健康的多方面,如你的体重指数、糖尿病风险和认知表现等。据科学家研究,你出生时的体重,在一定程度上可以预测将来的健康和智商!据研究表明,宝宝出生时体重在5~8斤之间比较合适,尤其是6斤左右的宝宝,身体状况和智力最好。你在子宫里的经历会在你日后的人生里留下永久性的印记。

在你走向新生的9个月的旅程中,从一个精子与一枚卵子的结合开始,经历了许多潜在的困难险阻,完成了对你日后人生意义重大的长途旅行,现在的你可以对这个世界宣告:我来了!

人类最早是从远古鱼类进化而来的

人脸源自鱼脸?

相貌或脸面并非只是人类所独有,从鲨鱼到松鼠等所有脊椎动物都有脸面,因此,人的脸面也有一个演化的过程,那么人脸最早是在何时何地拥有可以识别的现代形状,并演变成为今天我们所说的相貌呢?

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏等人初步解开了这个谜,他们认为,人脸最初起始于鱼脸,这种鱼就是“初始全颌鱼”,是一种已经灭绝的远古鱼类,它可能是最早“有脸”的生物。这种鱼大约在距今4.4亿至3.6亿年之间统治着全球的海洋、河流和湖泊。

动物脸部的形成首先是出现上下颌骨,从大白鲨到人类,长着上下颌骨(嘴巴)的脊椎动物被统称为有颌类,它们是脊椎动物演化的主干,占现生脊椎动物种类的99.7%。而有颌类包括四大类群:盾皮鱼纲、棘鱼纲、硬骨鱼纲和软骨鱼纲,其中盾皮鱼纲、棘鱼纲现在已全部灭绝。研究人员认为,硬骨鱼纲是陆生脊椎动物乃至人类直系祖先的起源,因为人脸上的每块骨头都能从硬骨鱼头上找到对应骨骼。但是,如果能找到比硬骨鱼更早的鱼类,就能找到人脸的最早起源。

比硬骨鱼更古老的是盾皮鱼,后者除了颌骨不与人类的同源,其鼻子、额头上的骨骼都可以与人的骨骼对上号,不过,从盾皮鱼到硬骨鱼之间又缺少进化的过渡品种。2010年,在云南曲靖市郊潇湘水库附近的农田中发现了大量的古生物化石,其中有一条完整的古鱼类化石。这条鱼被视为从盾皮鱼到硬骨鱼之间的过渡品种。

从进化的角度审视这条初始全颌鱼,就可以看到人脸的全部要素,因为它有上下颌骨,让人可以依稀看到4亿多年前人类脸部骨骼最早出现时的样子。例如,初始全颌鱼拥有前上颌骨、上颌骨和齿骨等颌部结构,这些骨骼都是决定脸部的骨骼,这也意味着初始全颌鱼有可能是最早拥有现代颌骨构造的生物。

从进化角度而言,这条古鱼的脸部就是人类面部在演化史上的首次亮相。

所以,人脸的形成和演化可以简单地表述为:4亿多年前,盾皮鱼中的一支进化出了更复杂的颌骨,并向硬骨鱼类演化,成为全颌鱼。后来盾皮鱼和全颌鱼全部灭绝,但当时全颌鱼进化出的脸部骨骼结构却延续至今,包括鱼类、蛙类、鸟类、啮齿动物(如鼠类)以及灵长类动物(如黑猩猩)和人类,都继承了全颌鱼的脸部骨骼和由这些骨骼所形成的原始脸面。而且,人的脸面也与这些动物的脸面有许多相似性,否则,人类的语言词汇中就不会出现獐头鼠目、尖嘴猴腮等词汇了。

从脸的发育过程看鱼到人的进化轨迹

人类最早是从远古鱼类进化而来的,这听起来很奇怪,让人难以相信,但这方面的证据不但存在于化石中,也存在于我们的身体里。

脸是身体中最具表现力的部分,它向外界表达你的内心想法,表明你是谁,是亚洲人、欧洲人,还是非洲人。世界上没有完全相同的两副面孔,但所有人都具有一些共同的面部特征:两个眼睛、一个鼻子、一张嘴,嘴的上方还有一条人中沟。

人中沟是你上唇上的一条槽,就在你的鼻子下面,你每天都会在镜中看到它,也许从来没有注意过它,在意过它。它也没有明显的功能,但它却是探索人类起源的一条线索,直指人类远古时代的起源——鱼类。

虽然听起来有点怪怪的,但如果说最早我们是从鱼进化而来的,也就不奇怪了。早期人类胚胎看起来与某些动物的胚胎非常相似,如鸟类或两栖动物类,而它们都是从鱼进化来。

在生命诞生的最初几个月里,当你从一粒大米大小长成一颗芸豆大小时,你的脸部特征开始成形。你的眼睛,就像鱼类一样,是从头部两侧开始生长的。面部发育从大约一个月持续到10周左右完成。人的脸部由三个主要部分发育构成。

你的眼睛一开始长在你的头部两侧,然后才渐渐移动到中间;上唇、下巴和腭一开始像鱼鳃一样长在你的脖子上;你的鼻孔、唇的中间部分是从头顶渐渐往下长的。

这三个部分的组织最后天衣无缝地融合在一起,脸部各种元素以极大的精确度结合,形成一张可被识别的人脸。活动过程的痕迹最后全部消失无踪,只在你的上唇留下了一丝印迹,那就是你的人中,它是不是很像一条“接缝”呢?

这三个部分的生长和融合必须把握好时机,哪怕时间上的误差只有一个小时,宝宝的脸就有可能出现唇裂或唇腭裂。世界各地出生的婴儿中,每700个中就有一个是裂唇儿。

另外,人类的打嗝现象也是对从鱼到人的进化轨迹的另一个证明,打嗝也正是我们的鱼类祖先遗传下来的。打嗝是横隔膜的肌肉痉挛引起的,紧接打嗝的是无意识的吞咽动作,而打嗝行为正源自于海洋鱼类。对于鱼来说,激活呼吸的神经通道很短,仅从大脑最古老的部分脑干到喉咙,然后到鳃;而我们人类的呼吸活动则要复杂得多。

正常呼吸时,我们的脑干不仅发送信息到喉咙,同时还发送信息到胸部和横隔膜,这种复杂过程意味着神经系统容易发生痉挛,从而导致打嗝。打嗝,就是一个简单的运动反射过程,这种运动反射似乎继承于我们两栖动物的祖先。

对于远古蝌蚪来说,神经控制的这种反射机制可以提供一个有用的目的——呼吸时到达肺部的通道开放,吞咽水的时候则关闭,让水通过鳃部。对于人类和其他哺乳动物来说,打嗝没有任何实际用途,只为证明我们的共同祖先提供了又一个证据。

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