分工的实现：“潜能”换“功能”

你好，我是王立铭，欢迎来到生命科学50讲，这一讲我们继续聊分工。

上一讲，你知道了，分工的出现让生存竞争的舞台更大，也激发了新的竞争优势，让生命的演化进入了一个八仙过海、各显神通的新赛道。

但是，一个新的问题出现了。

在技术上，在一个人体内部，这种分工到底是怎么实现的呢？如果结合人体本身的复杂程度，这个问题就显得更麻烦。

你知道我们的身体里有多少个细胞吗？还别说，这个问题听起来简单，但是直到今天我们都还没有一个清晰的答案。

有说十几万亿的，也有说几百万亿的。为了方便讨论，我们取一个中间值，100万亿——1的后面跟14个0。要知道，全世界的人口也就70亿，说起来也就是人体细胞数量的一个零头。

你有没有想过，这么庞大规模的细胞，要怎么一个一个地找到自己的规定分工，然后相互协作呢？

如果你觉得协调全世界70多亿人民，就已经是一件难比登天的事了，那么，这百万亿规模的细胞，是怎么被管理得井井有条的呢？

这确实是个非常复杂的问题，其中很多奥秘，我们现在都没有完全解开。

这节课，我就想跟你讲讲，我们已知的那些细胞分工的奥秘。

总结一句：细胞分工的过程，就是一个细胞用“潜能”换“功能”的过程。

在最开始的时候，孤零零的一个受精卵，它的潜能无限。未来这个人体的所有功能都隐藏在这颗受精卵中，它具备繁殖出任何特定细胞的能力。

这个很容易理解，因为人成熟之后的全部100万亿个细胞，都是它的后代。而在人体发育的末端，身体细胞在具有了某种特殊的功能之后，就会永久性地失去了繁殖能力。

上一讲的红细胞、上皮细胞、神经细胞，都是这样的例子。当然，生殖细胞除外。这就是“潜能”换“功能”。

第一次转折：胎盘和胎儿的分化

那从开始到结束，两头之间到底发生了什么呢？

简单来说，在这个过程中细胞会经历三次命运的转折。

第一次转折，是胎盘和胎儿的分化。

这次分化，出现在受精卵的第三次或者第四次分裂的时候。也就是1个受精卵变成8个，或是16个后代细胞的时候。

它们当中的一些细胞，并不会变成新生命的一部分，而是会长成胎盘，专门负责联系母体，为胎儿提供营养。而另一部分则会继续发育成整个胎儿。

胎盘和胎儿的分化

从此，这两种细胞就已经走上了两条截然不同，永远不会交叉的道路。

而且你也看到了，它们都已经不再是无所不能的了：前者只能变成胎盘，不能变成胎儿；后者只能变成胎儿，不能变成胎盘。

这就是人体细胞的第一次命运转折，这些细胞的发育潜能，从无限大跌落，出现了第一次消退。

第二次转折：细胞功能的分化

第二次转折，是某个具体功能的选择。

这是什么意思呢？就是说，那些选择了向胎儿方向继续发展的细胞，会持续分裂，在几天之内分裂成一大坨细胞，堆积在一起，我们一般叫它人类胚胎。

这个小小的胚胎只有几毫米大，但是仔细看，这些细胞堆积的时候不是乱七八糟的。它们从内到外会形成一个分层的结构，也就是所谓的内胚层、中胚层和外胚层。

胚胎的分层结构

顺便插句话，包括人在内，所有左右对称的动物，在发育的时候都会出现三个胚层。还有一些更简单的动物，是有一个或者两个胚层。

不管怎么样吧，这些属于不同胚层的细胞，会走向完全不同的道路。这也意味着他们的发育潜能又一次被局限了。

• 外胚层的细胞，将会变成我们的皮肤和神经系统；
• 中胚层的细胞，未来将会变成我们的肌肉、骨骼和血液细胞；
• 内胚层的细胞，未来会变成我们身体里的各种器官。

伴随着潜能的消退，细胞功能的分化会一直进行下去。

• 比如，外胚层的细胞，就会在后续的分裂中，分别走向皮肤细胞和神经细胞两条完全不同的道路；
• 神经细胞这一支，还会继续分出神经细胞和支持神经细胞的胶质细胞；
• 胶质细胞这一小支，又会继续分出各种各样不同的胶质细胞。

在这个过程中，细胞的分裂潜能几乎全部耗尽。最后抵达第二次转折终点的时候，也是细胞将自己的命运固定在某一项特定功能上的时候。

比如，神经祖细胞就是终点之一。这些细胞，虽然还没有完全舍弃掉自己的复制和繁殖能力，但是它产生的后代只有一种，那就是神经细胞。

除了神经祖细胞之外，红细胞祖细胞也是，它们只能分裂变成血液里的红细胞。

这些细胞与受精卵相比，虽然都还可以持续地繁殖和制造细胞，但是它们制造细胞的潜能被局限在了非常狭窄的道路上。这就是第二次转折。

第三次转折：成为体细胞

细胞的第三次转折，则让它们变成了真正无法继续分裂繁殖的体细胞。这也是细胞用潜能换功能的最后一步。

比如神经祖细胞制造的神经细胞，红细胞祖细胞制造的红细胞等等。

这些细胞一旦被生产出来，将永久性地告别分裂繁殖，彻底失去分化潜能，只能专心致志地去执行某一项生物学功能。

到这里，这些彻底放弃了分裂潜能的体细胞，才真正走上为人体服务的道路。

这个分化和潜能消退的过程，有点像一个很有名的预言，叫歧路亡羊。

这个故事出自《列子》这本书。大意是说，有个农夫丢了一只羊，于是就带了好多人一起去找。

有一个叫杨朱的哲学家就非常奇怪，问：你一共也就丢了一只羊，干嘛要带这么多人啊？农夫就告诉他：因为路上到处都是分岔路口，每到一个路口就得分几波人分头去追，分着分着人就不够用了，所以得带好多人。

我自己很喜欢这个故事，你看它像不像我们每个人的人生。从出生开始一路狂奔，但是在每个岔路口，每次决定，每个选择，不同的人走上了不同的道路。

最终，在人生的终点回头看，不同的选择塑造了我们每个人独一无二的人生路径，而所有人的路径摆布在一起，就是这个五光十色、五彩斑斓的人类世界。

其实，细胞从1到无穷大的分化过程，也和这个找羊，以及寻找人生的道路有点像。

在人的一生刚刚启程的时候，它只有一个受精卵，却拥有无限的潜能。伴随着它的分裂，第一个岔路口出现了，这群人体细胞开始分道扬镳，一边走向胎盘的道路，一边走向胎儿的道路。

随后，这群细胞仍然会继续分裂增殖，每经过一个岔路口，就会有一部分细胞分道扬镳，各奔东西。

当然了，找羊的那群人大部分都只能空手回家。相比之下，人体的细胞要幸福不少，这群细胞在每条道路的尽头，都有自己独特的使命，比如：制造肌肉、骨骼、血液、神经……

正是这些截然不同的命运，被精巧地布置在同一个身体之内，才有了我们每个人现在的样子。

总结一下，这一讲我们介绍了百万亿规模的细胞，是怎么一步步被安排到具体的工作岗位上的。讲了“潜能”换“功能”，也讲了细胞命运的三次重大转折。

其实你看，细胞如此，我们每个人的人生说白了也是如此。我们也在不断地放弃很多可能性，让自己集中精力，在某个方向上做到最好。

你可以想想看，在你过去的人生里，有没有出现这样的命运转折，它又把你的人生带到了哪里呢？你可以在留言区分享你的故事。

其实，我们讲了这个过程，却没有讲技术层面的原因。也就是到底是什么力量决定了这些这些细胞的最终命运呢？或者说，本来是一样的细胞，为什么有的选择这条路，有的却选择了另外一条，这其中又有什么秘密呢？

关于这些问题，下一讲，我们来好好讨论。

我们下一讲见。