地球上每分钟有250个婴儿出生，但你知道人类如何诞生的吗

地球上每分钟有250个婴儿出生。这一过程的频繁发生，使其难以被称作奇迹，但令人着迷的新生儿的模样足以让这种草率的表达得到原谅，母亲们也应该为她们所受的痛苦而得到尊敬。经过9个月的隐蔽组装，他终于出生了，富有弹性、闪闪发光，让我们对自然的运作感到敬畏。他们真的很棒。如果作为成人的你，身体器官的有序安排让你能正常吸气、呼气、消食和撒尿，那么可以肯定的是，当你在胚胎中逐渐舒展时，那些纵横交错的化学反应要比现代生物工程师最狂野的设计展现出更大的魔力。
像其他有性动物一样，人类也始于两种细胞的融合。在一阵阵卵子香气的诱惑下，数百个精子细胞围绕着一个卵子晃动。其中一个精子推开卵泡细胞的阻挡，从头部吐出一滴酶，在卵子外层溶解出一条通道，并黏附在卵膜上。细胞核从精子进入卵子，受精过程由此开始。在24小时内，受精卵会分裂成两半。后续的分裂会形成一个细胞球，直至形成大约30个细胞时，它们会将自己组织成一个充满液体的球体，即囊胚。[1]囊胚的结构就如一群池塘藻类般简单。[2]

当囊胚内的细胞在其一端聚集，胚胎着床于子宫壁时，更复杂的情况开始出现。当身体的布局确定后，囊胚就变成了原肠胚。这一环节始于胚胎一侧出现一个凹陷，该凹陷将形成动物的背部，它是原条这一新生结构的一部分。这是一个早期导向系统，以确保动物的头部位于肛门的相反位置——这自有其优点。身体的左右两侧则位于原条的两侧。[3]
原肠胚的形成也与三个不同组织层的形成有关。最外层是外胚层，形成皮肤和神经系统；中间层，或称中胚层，是肌肉和骨骼组织的来源；内脏和肺则来自内胚层。随着组织层的展开，原肠胚内部形成了一种杆状结构：脊索。（在之后的发育中，随着骨质脊椎的形成，这根灵活的杆子会被脊柱吸收。）原条的一端出现了一个扁平的细胞板，它拉长并折叠自身，形成一根管子，容纳着神经索；神经索会形成脊髓，肿胀的部分则形成脑部。在动物远未发育得明显可识别之前的这段时间里，其胚胎和芝麻差不多大。
虽然脊椎动物的解剖结构比蠕虫和昆虫复杂得多，但它们在构造过程中存在许多相似之处。蚯蚓有明显的体节（segment），外部可见呈环状，内部则为重复的身体部位。通过对一个标准化体节构型进行修改，就可以让所有体节都具有同样的部件。例如，在蠕虫的神经系统中，前端的一对脑肿胀是由不太明显的凸起引起的，其他体节的神经索上则会重复出现凸起。同样的道理也适用于昆虫。幼年和成年蜜蜂的身体由一系列可见的体节组成，就像动物外骨骼上的环一样。口器和触角连接在成年蜜蜂前端的体节上，三对足则连接在后部的体节上。
脊椎动物的节段性不太明显，但在沿脊柱的椎骨堆叠中很明显。每块椎骨对应一段身体，在胚胎中称作体节（somite）。这里有一个共同的形体构型在起作用，这个构型可以容纳蛇的数百块椎骨和肋骨，在人类身上则减少到33块椎骨和12根肋骨。
胚胎中的每个细胞都包含该有机体的整个基因组。脑细胞与肺细胞的运作方式不同的原因在于，这两种细胞中活跃的是各自专门化的基因子集。随着胚胎的生长，Hox基因根据每个身体部位的功能来开启或关闭发育通路。Hox基因按照表达的顺序沿着染色体排列，首先是影响头部形成的基因，然后是控制胚胎尾部发育的其他Hox基因。这种基因的排列方式有助于它们以正确的顺序逐段进行表达。错误会导致灾难性后果。果蝇发育基因的突变使它们的触角与粗短的足互换，扭曲其透明的翅膀，并将它们的眼睛缩成圆点。这些突变发生在脊椎动物身上的后果包括肢体发育异常、器官错位、面部畸形、癌症和听力损失。
对发育异常的研究被称作畸形学，这门科学中令人心碎的标本陈列在解剖学博物馆的广口瓶里。胚胎学家热衷于干扰鸡和其他动物的胚胎，而我们对人类畸形学的知识依赖于对自然编程错误（比如Hox基因突变）的分析。“14天规则”[4]允许在人类胚胎形成原条以及左右和头尾组织开始出现之前对它们进行研究。在实验室受精并在培养皿中培养的卵子将正常发育一周，产生一个囊胚，如果囊胚被植入未来母亲的体内，它将能够在子宫里着床。新的培养方法已经成功地让相当畸形的胚胎在受精后生长了13天。[5]这些技术的前景引发了修改现行立法的呼声，但伦理学家对此表示强烈反对。[6]
在神经管形成后，所有脊椎动物都会经历一个发育阶段，在这个阶段它们看起来惊人地相似。鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物看起来都鱼气十足，像是肥硕的海马。[7]比达尔文发表进化论早上几十年，对化石记录的研究表明，鱼类的进化早于其他脊椎动物。这激发了学者想到一个规律性的进化序列：从兽类登上陆地，到恐龙和鸟类的崛起，再到至关重要的维多利亚时代的绅士们。我们相信人类的创生是进化过程的高潮，这一信念也加剧了人们对命运逆转——兽性复发的可能性——的恐惧。罗伯特·路易斯·斯蒂文森在他1886年出版的小说《化身博士》中助长了这种不安：
那种来势凶猛的……东西被关在他的肉体的牢笼中，他听到它在里边抱怨，感觉到它在挣扎着要求出世。每当他精力衰竭的时刻，那东西确信他睡着了，就起来压倒他，把他赶下台。[8]

电影《化身博士》（1931）剧照早期的胚胎学家认为，他们可以在不同物种的胚胎中看到进化过程的证据，由此出现了所有脊椎动物都经历过鱼类发育阶段的说法。这种相似性真实存在，但对胚胎的现代解读揭示了共同祖先的模式：我们都是从同一个古老的蠕虫祖先进化而来的。事实表明，鲑鱼经历了一个看起来像猎豹胚胎的发育阶段，鹰经历了一个看起来像青蛙胚胎的发育阶段，诸如此类。
在这一制造阶段，胚胎最突出的共同特征是头部以下发育出的褶皱：咽囊。在鱼的咽囊之间的褶皱上会形成裂缝，进而形成鳃。陆地动物身上不会形成鳃裂，取而代之的是咽囊在身体各部分的发育过程中变得非常重要。哺乳动物咽囊最上部形成中耳和鼓膜的一部分；为免疫系统培养保护性T细胞的胸腺则在第三和第四咽囊中发育。在胚胎的另一端，尾芽生长所带来的特征使得蜥蜴和斑马的胚胎难以区分。同时，眼睛、心脏及其他器官、肠道和四个肢芽也是在这个时候成形的。随着心脏开始跳动，胚胎开始呈现出将于几个月后出生的动物的形态。
不同动物从胚胎的共同构型中发育出其独有特征的方式美丽异常：蝙蝠的翅膀状皮肤在它们的指间得到拉伸，大象的鼻子与上嘴唇连接成小长鼻，长颈鹿的胚胎长出颀长的颈和精致的蹄。一波又一波的基因表达使得每一种哺乳动物在子宫里得到了精确的塑造。这些关键性的修改在出生后仍旧继续，成年哺乳动物的骨架揭示了物种之间看似深刻的差异中有多少是由于一组共同的骨骼的缩短或伸长而造成的。[9]
人类发育所需时间不及大象的一半。在有胎盘的哺乳动物中，小型啮齿类动物的组装工作是最快的，幼崽在两周内就会逃离子宫。有袋类动物在短短12天内出生，但它们只是无能的小指头，像蜜蜂一样小，接下来的几个星期都在母亲的育儿袋里度过。
鲸鱼和海豚的发育过程获得了令人惊叹的“胚胎转型奖”，它们的后肢芽被吸收，前肢则压平形成鳍。当一切都按计划进行时，一头抹香鲸妈妈会生下一只重1吨、长4米的幼鲸，它会被一小群鲸鱼推到水面，呼吸第一口咸湿的空气。抹香鲸的妊娠期为14～16个月，幼鲸的哺育时间为两年。赫尔曼·梅尔维尔在《白鲸》中描述了在子宫里和刚出生的幼鲸：
其中有一个小宝宝（从某些怪异的征象看来，它不过生下才一天光景）长大约4米，腰围近2米；尽管它还多少保留着不久以前在娘肚子里那种极不自如的姿态，却已有了活蹦乱跳的迹象。一头快要出生的鲸总是脑袋和尾巴蜷在一起，像鞑靼人的一张弓似的，拉满了正等待着最后发射。它的柔嫩的边鳍和尾片依旧保持着像刚从另一个天地来到人世的婴儿的耳朵那样经过折叠皱皱巴巴的外貌。[10]
所有哺乳动物都来自陌生的环境，对泡在羊水中的那些月份没有记忆。1967年，堕胎在英国合法化，在此之前5年我出生了，我有充分的理由相信，如果允许的话，我的亲生母亲会选择堕胎。负压吸引流产术会把我吞没在遗忘中，我的养父母会得到一个不同的孩子。想到这些就令人不安，好在一些客观情况没让这一切发生。可能会被终止发育的那个胚胎并不是我，而是一个将会形成我的哺乳动物海马状胚胎。如果堕胎手术是在怀孕后期进行的，胎儿看起来会更像一个新生儿，但那也不是我，而是一个将会形成我的哺乳动物胎儿。胎儿尚在子宫内时，我们会把它当成一个哺乳动物；而个体——一个人——要直到像鲸鱼一样呼吸第一口空气之后，才会表达自我。