(二)细胞生殖

更新于 2026年10月13日 版权声明
(二)细胞生殖

1675年,列文虎克第一次观察到活细胞,他用显微镜将人类带入了一个崭新的、震撼的显微世界,以往的肉眼世界观被颠覆。在好奇心的驱使下,人类一方面从动态角度观察细胞的变化,另一方面从更显微的角度观察细胞的细节。一个又一个的新发现如雨后春笋般出现,人类不得不创造出新的语言、新的定义来表述它们。

跳蚤、蚂蚁、蚊子或许是古人能够观察到的最小生命,然而在显微世界,它们是庞然大物。生物可分为单细胞生物和多细胞生物。单细胞生物一个细胞就是一条生命,细胞的增加数等同于新繁殖的生命数。无论是单细胞还是多细胞生物,所有的生殖本质都是细胞数量的增加。

细胞生殖到底是如何实现的呢?1841年,雷马克发现鸡胚血细胞的直接分裂现象,一个细胞通过分裂变成了两个,这一过程为细胞分裂。1855年,德国学者魏尔肖提出“一切细胞来自细胞”的著名论断。1879年,德国弗莱明观察到蝾螈的细胞分裂中,细胞核中有纺锤丝、染色体变化,此为有丝分裂;1882年,他将直接分裂称为无丝分裂,将间接分裂称为有丝分裂。精原细胞、卵原细胞裂变为精细胞、卵细胞时,染色体数目要减少一半,此为减数分裂。细胞(或真核细胞)的分裂方式有三种:有丝分裂、减数分裂、无丝分裂。原核细胞的分裂方式主要为二分裂,多数文献将其归为无丝分裂。

成人有40万亿~60万亿个细胞,这些细胞寿命各不相同,有的白细胞只能活几小时,而神经细胞的寿命有几十年。有实验发现,人体细胞在培养条件下平均可培养50代,每一代约2.4年(弗列克系数),据此估算,人的寿命可达120岁。整个人体每分钟约有4000万个细胞死亡,显微世界中人体的生殖故事已经远远超出我们的神话。

人体细胞繁殖有丝分裂、减数分裂、无丝分裂三种方式都有。大多数细胞进行有丝分裂,少数细胞进行无丝分裂,如肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞等腺体细胞,精原细胞、卵原细胞进行减数分裂。有丝分裂后子细胞染色体数目、形状、大小一样,它保证了细胞的稳定性;而无丝分裂产生的两个细胞则不同,它的特点是速度较快,耗能较少。(https://www.daowen.com)

人体中不是所有细胞都具有繁殖功能,由此可将人体细胞分为干细胞和体细胞。干细胞具有分裂、繁殖功能,体细胞则无。干细胞是具有增殖和分化潜能的细胞,通过干细胞的繁殖和分化可产生各种体细胞,进而形成各种组织、器官。按分化潜能干细胞可分为三种:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。全能干细胞指受精卵和它最早期分裂形成的胚胎干细胞,它可以增殖并分化成为全身200多种细胞类型。多能干细胞具有分化出多种细胞的潜能,如骨髓造血干细胞,它可分化出红细胞、白细胞等各种血细胞。单能干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化,如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞。

多能干细胞概念于1961年提出。1967年,多纳尔·托马斯完成第一例干细胞移植,即骨髓移植,后于1990年获得诺贝尔奖。干细胞可以制造人体的细胞和组织,假如某位老人能够用上自己的(包括年幼时保存起来的)或他人的干细胞及其衍生组织器官,可想而知,这位老人的寿命就可以明显延长。干细胞的研究从一开始就是一个美丽的梦想,一个人类史上最接近“不死”和“永生”的梦想。1999年,美国《科学》杂志将干细胞研究列为年度世界十大科学成就之首,排在人类基因组测序之前。

从胚胎中提取全能干细胞,受伤胚胎可能发育成怪胎,甚至死亡,所以很多国家禁止破坏胚胎以获取胚胎干细胞,但法律并不阻止多能干细胞的应用,通过脐带血输注、骨髓移植,利用造血干细胞治疗白血病、贫血现在已是成熟手段。克隆组织、器官以及克隆猪、克隆羊的技术原理就是干细胞的增殖和分化。作为生命种子的干细胞生殖其想象和操作空间太大,撒下种子收获的人体组织、器官,可以用来修复、更换老化的、病的、坏的组织、器官。

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