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作者丨Suzanne Sadedin（莫納什大學的動物學博士） 譯者丨tranquil772
*圖片來自Gallery Stock
有什么情景會比一位撫育嬰兒的母親更為動人？還能找到比這幅情景更能象征“愛、親密和無限給予”的嗎？圣母和圣嬰會成為全世界最圣潔的宗教象征物，是有其道理的。 要見證這種母性慷慨之精神的極端案例，請想一想食母蛛（Diaea ergandros，蟹蛛科Thomisidae， 狩蛛屬Diaea），這是澳大利亞蜘蛛的一個種類。一整個夏天，母蜘蛛都會進食昆蟲以給自己添肥增膘，到了冬天，她便能讓自己的小寶寶從其大腿關節處吸食血液。孩子們吸她的血時，她也漸漸虛弱，最后，蜘蛛寶寶們一擁而上，將毒液注入母親體內，就像吃其他獵物一般將母親吞食。 你可能會猜測，這般殘忍無情絕對沒在哺乳動物的寶寶中發生過。你錯了。并非我們哺乳動物的寶寶不如食母蛛殘忍，而是我們的母親們沒有那么慷慨。哺乳動物的母親費盡力氣，要阻止寶寶獲得超過她想給予的份量。而孩子則以“操縱，敲詐和暴力”的形式來反抗。孩子的殘暴在母親子宮里表現得最為明顯。 這一事實與一些關于母性的根深蒂固的文化理念有所出入。即使在今天，還常常會聽到醫生談論，子宮內膜是撫育胚胎的“最佳環境”。但是生理學長久以來就對這一浪漫看法持懷疑態度。 人類子宮內膜里的細胞是緊密排在一起的，圍繞子宮內部創造了一個堡壘般的護壁。這一屏障還被致命的免疫細胞所包裹。早在1903年，研究人員就觀察到胚胎一路“侵襲”并“消化”掉子宮內膜的情形。1914年，R.W.約翰斯通（R W Johnstone）對卵子著床區進行了描述，稱其是“母體細胞和入侵的滋養層細胞[1]（trophoderm）展開斗爭的一條戰線”。這一戰場中“雙方都尸橫遍野”。 科學家們曾試圖在子宮外培養老鼠胚胎，他們本來預測這些胚胎會萎縮，因為剝掉了進化來孕育胚胎的組織。但他們的發現令人震驚：這些被植入老鼠的大腦、睪丸或眼睛的胚胎，竟然長瘋了。胎盤細胞在周邊組織橫沖直撞，一邊一路屠殺遇到的一切細胞，一邊還尋找動脈血管以滿足其吸收營養的欲望。難怪胚胎發育中許多活躍的相同基因都與癌癥發展有聯系，這絕不是偶然。盡管我們不太愿意承認，但懷孕其實非常像一場戰爭。
如果懷孕是場戰爭，那是誰引發它的呢？原初的焦點在于：即使在你和最親的親戚之間，基因也并非完全一樣，這意味著你和他會存在競爭。而且由于你們生活在同樣的環境中，和你關系最親密的人實際上便是你最直接的敵人。 1970年代，羅伯特·泰弗士（Robert Trivers）是第一位敢于探索這一事實背后兇險暗示的科學家，他在此期間發表了一系列很有影響力的論文。緊接著，80年代，一位名叫大衛·海格（David Haig）的在職研究生沉思于泰弗士的這些想法，他突然意識到，哺乳動物母親的孕育行為可以提供一個絕佳的研究機會。 海格這樣理解：一位母親為她所有的孩子提供等量的營養，這符合母親的基因利益。但是你的父親可能不會與母親生更多的孩子。這就使得母親的其他孩子成為你的直接競爭對手，同時也讓父親的基因有理由在孕育系統中搏一把，逐漸進化來操縱你的母親來為你提供更多資源。反過來，母親的基因則會想方設法給你提供較少的資源。這種情況就成了一場拔河比賽（tug-of-war）。一些基因歸于沉默，另一些則變得更加活躍，與之產生平衡。
這一觀點使海格創立了基因組印記（genomic imprinting）理論，這一理論解釋了為何某些特定基因會根據來自于你的父親還是母親而獲得不同的表達。在此理論的助力之下，我們便能看清父母之間那些基因利益的爭斗是怎樣在其后代的基因組中進行到底的。
父母雙方的基因組都會促使對方不停加速分泌強效的激素，因此只要一方的基因失敗了 ，結果對母親和胎兒來說都將是場災難。只有在父母的基因型以正確形式互相平衡時，才會有胎兒的正常發育。正如一場拔河比賽，如果一方丟掉繩子，兩方都會栽倒。這也是哺乳動物不能無性繁殖，以及克隆哺乳動物如此困難的原因所在：哺乳動物的發育需要父母兩方的基因組進行精細協調才能達成。走錯一步，一切都前功盡棄。 當然，食母蛛這類終極母親不需要擔心這件事。她不會有第二次繁殖，所以沒有必要抑制自己的后代。但大多數哺乳動物母親不止繁殖一次，而且經常是跟不同雄性進行繁殖。單單這個事實就確保了父母兩邊的基因組會互相抗持。你可以看到貫穿哺乳綱的這場隱秘戰爭所帶來的悲劇后果。然而，哺乳綱中只有一個物種能將血腥殘忍上升到真正駭人的地步。 這就是我們人類。 對于多數哺乳動物，即便有潛在的沖突存在，懷孕期間的生活還是幾乎正常的。它們逃離捕食者，捕獲獵物，建設家庭，防守領地——懷孕期間都能做到。就連分娩也很安全：它們在分娩過程中可能會露出痛苦表情，或是流一點汗，但這通常也是其要承受的最痛苦的事了。也有例外。例如鬣狗（Hyena）母親，她們分娩時胎兒要經過其體內一個不實用的陰莖狀的結構，大約有18%的小鬣狗會在母親第一次分娩時夭折。但就算是對鬣狗，懷孕本身也極少有風險。 如果來看靈長類動物，情況就不一樣了。靈長類胚胎有時會在輸卵管而不是子宮內著床。這種情況發生時，胚胎會殘忍地鑿開一條通道，盡力尋找最豐富的營養；結果便是“血染成河”。而在類人猿中，則更具危險。我們這里就開始見證可能是最為兇險的懷孕并發癥：子癇前期（preeclampsia），這一神秘疾病的典型癥狀是高血壓和尿蛋白排出。子癇前期在全球孕婦的死亡原因中占到大約12%。但這還僅僅是人類懷孕問題的開端。
在一份折磨人類的生殖疾病名單中，開頭可能是：胎盤早剝，妊娠劇吐，孕期糖尿病，膽汁阻塞以及流產……后面還有很多。總共有大約15%的婦女在每次懷孕期間都會遭受有生命威脅的并發癥。遠古時代沒有醫療，負責采集狩獵的女性有超過40%從未活到絕經期。但即便有現代醫療的幫助，全球每天仍有大約800名女性因懷孕而喪命。 這樣，我們就留下了一個謎團。這場促使子宮成為戰場的基礎基因斗爭，在無數物種中都意外出現：戰爭爆發，目的僅僅是讓母親們能與不同父親產下不同后代。但這在大自然里是一種常見的生殖安排，而且正如我們所見，這并不會導致其他哺乳動物產生如此多的問題。為何單單我們人類這么不幸？這和我們其他的非凡特征有關嗎——比如我們那無與倫比的大腦發育？ 在多數哺乳動物中，母親的血液供給都與胎兒保持隔離以保證安全。母體通過一個過濾組織向胚胎傳送營養物質，母體是控制著這個過程的。母親是一位暴君：她只向胎兒提供自己挑選的東西，使她能夠在孕期基本不受父親那一邊（基因）操控的傷害。 在靈長類動物和老鼠中，情況有所不同。入侵的胎盤細胞一路上消化掉子宮內膜的表層，刺穿母親的動脈壁，一擁而入，把動脈血管再造成適合胎兒的場所。未懷孕時，這些微小、扭曲的動脈呈螺旋狀分布在子宮壁的深處。入侵的胎盤細胞使這些血管變麻痹，無法再收縮，然后給它們打滿生長激素，使其體積擴大十倍以捕獲更多的母體血液。這類胚胎細胞太具侵略性，以至于這一細胞群常常會在母親的余生還繼續存活，并遷移到母親的肝臟、大腦或其他器官里。關于母性，有件事可能幾乎沒人告訴你：它把女人變成了基因嵌合體[2]。 也許這種巨大的血液供給規模，解釋了為何靈長類動物會擁有大出普通哺乳動物5到10倍的大腦。從新陳代謝方面來說，大腦是極為昂貴的器官，其發育絕大部分在出生前便已完成。不然胚胎又如何供應大腦這么龐大的需求呢？ 我們所見的年幼靈長類動物中那非凡的大腦發育，其關鍵原因是由于對母體血液毫無束縛的獲取嗎？ 既然懷孕過程如此有這般侵襲性，那么靈長類動物的子宮已進化出提防這一特性的機制，也就不足為奇了。一些哺乳動物的胎盤不會在子宮壁上破口，它們可以在懷孕的任何階段選擇流產或吸收自己不想要的胚胎。對靈長類來說，采用這些策略，當胎盤與母親那增大的、麻痹的動脈系統分離時，會有出血的危險。總之一句話，這便是流產為何如此危險的原因所在。
這也是為何靈長類在允許胚胎植入其體內之前，要盡力測試胚胎的原因。胚胎被那層緊密包裹子宮內膜的細胞擋在外面，這時候，一場親密的激素對話發生了。用海格的話來講，這場對話就是一次“工作面試”。如果胚胎沒能說服母親相信自己是一個絕對正常、健康的個體，它便會立刻遭到驅逐。 胚胎是怎樣說服母親讓她相信自己是健康的呢？通過真誠地展現它的活力和對生命的熱望，換句話說，通過不遺余力地在子宮內著床。那母親又是怎樣測試這個胚胎的呢？通過將胚胎的著床任務變得難以置信地困難。胎盤經過進化逐漸變得具有攻擊性和入侵性，而與此同時，子宮內膜也逐漸變得強韌和充滿敵意。對于人類來說，結果便是一半的人類懷孕未能成功，大多數在著床階段就已失敗，時間早到可能母親都沒有察覺自己懷孕了。 胚胎發育成了力量的較量。這造成了靈長類生殖系統的又一個奇特之處——月經。我們人有月經，原因很簡單：要擺脫掉一個不斷斗爭想活下來的胚胎可不是一件易事。子宮內膜的組織有一部分與母體的血流是隔離開的，保護母親的血液循環系統不受她還未決定要留下的胎盤的入侵。但這也意味著，她自己的激素信號要想在子宮里獲得呼應也要做一番掙扎。那么，為了不墮入破壞子宮內膜組織以及與胚胎進行持久戰的危險之中，母親大人是如何做的呢？她就在每次月經后把整個子宮內膜全部拋棄。這樣，即使是最具攻擊性的胚胎也不得不在舒舒服服地安家之前征得母親同意。如果沒有健康胚胎的那種持續、有活力的激素信號傳送，整個系統就會自行毀滅。大概有30%的懷孕以此方式終結。 我說過，母親努力要把激素信號傳到子宮里。其實，一旦胚胎在子宮著床，它就可以完全進入母親的各種組織。這種不對稱性意味著兩件事情。其一，母親再也無法控制她給胎兒提供的營養供給——減少營養供給，她對自身組織的供給必然會受影響。我們所見到的年幼靈長類動物中那非凡的大腦發育，關鍵原因是由于胚胎對母體血液毫無約束的獲取嗎？有趣的是，胚胎入侵的強度確實和大腦發育相互關聯。類人猿是擁有最大大腦的靈長類動物，懷孕的類人猿與其他靈長類相比，所受到的動脈入侵要更深入，范圍也更廣。人類在所有猿類中是大腦最大的，其胎盤細胞入侵母親血管的時間甚至比其他類人猿都要早，使得胚胎在早期發育中對氧和營養物的獲得達到空前地步。這也許是進化帶來的一個小反諷：畢竟，要不是大腦賦予我們的認知和社交能力，我們中可能有更多人會因人類生殖周期之殘忍嚴苛而死去。可以想象，這兩個品質可能是并駕齊驅同時產生的。但二者之間的聯系還處于推測階段。子宮極少會變成化石，所以胎盤進化的各種細節就無從得知了。 胚胎能夠直接獲取母體的營養物質，其第二個重要后果是，胚胎還可向母親的血流中釋放自己產生的激素，并借此操控母體。而且它確實這么做了。母親那一邊當然也得以自己的操控作出回應，但是雙方存在巨大的不平衡：胚胎無拘無束地向母親的血液中注入自己的激素，與此同時，母親卻不具備進入胎兒循環系統的能力。她受到胎盤膜的阻擋，因此她的回擊被胎盤膜所限制，僅僅能防御性地調控自己體內的激素水平。 隨著孕期繼續，胚胎也升級了自己的激素分泌，為了自己的資源供給，釋放出旨在增加母親血糖和血壓的信號。尤其是，胚胎會增加一種特別激素的生產量，該激素能夠刺激母親大腦釋放出皮質醇（cortisol），一種主要的應激激素。皮質醇抑制了母親的免疫系統，使其停止攻擊胚胎。更為重要的是，皮質醇還提升了她的血壓，因此更多血液涌向胎盤，于是胚胎就可利用更多營養物質了。 母親不會任由這一胚胎操控為非作歹。事實上，她先發制人地降低了自己的血糖水平，還釋放出一種與胚胎激素捆綁在一起的蛋白質，使其失去效果。然而胚胎繼續增加它的激素分泌。到了8個月大的時候，胎兒預計要花掉每日蛋白質攝入量的25%，用以制造這些激素以控制母體。母親對此又是如何回應的呢？她也提高了自己的激素分泌，用自己的激素降低血壓和血糖水平，以抗衡胎兒的激素操控。通過這些操控和相互報復，多數時候胚胎都能最終獲得足夠量的血液，得到足夠量的糖分，使其在出生前能夠長得健康豐滿。這便是一個活生生的實例，證實了海格所說的父母基因組之間的拔河賽。只要兩方都握住繩子不松手，就不會有人受傷。 然而這一過程出現差錯時會怎樣？在千禧年到來之際，人類基因組計劃（Human Genome Project）就為人類提供了豐富的數據，它們中的多數仍不為我們所理解。但是借由搜尋基因組印記的標記——即，不同的基因表達取決于基因是從父親還是母親那里遺傳而來——研究人員已經能夠確定孕期和兒童時期的許多疾病的遺傳致病因素?；蚪M印記，以及幕后的母胎大戰，已經展現在世人面前，解釋了孕期糖尿病、普拉德-威利綜合征[3]（Prader-Willi Syndrome）、安格爾曼綜合征[4]（Angelman Syndrome）、小兒肥胖癥以及幾種癌癥的病因。研究人員懷疑，基因組印記可能也是某些毀滅性的精神疾病，比如精神分裂癥、躁郁癥和自閉癥的病因。2000年，伊恩·莫里森（Ian Morison）及其同事編制了一個包含有40多個印記基因[5]（imprinted genes）的基因庫。這一數字到2005年翻了一番；到了2010年，又幾乎增長了一倍。辨識基因機制本身并不會為治愈這類復雜疾病提供什么方法，但它是找到一種治愈療法的關鍵步驟。
子癇前期或許是孕期疾病中最神秘的一種，結果它成了一個極好的研究案例：研究此病需將進化、遺傳和醫學幾個領域的知識相結合。20多年前，海格曾推測，該病是由母親和胎兒之間的交流故障造成的。1998年，詹妮·格雷夫斯（Jenny Graves）進一步闡述了這個觀點，推測子癇前期的發病原理可能是母系遺傳基因的印記失?。╢ailure of imprinting）。然而過去幾年里，我們才逐漸對此過程的產生機制有了清晰的認識。
所以，想象一下胚胎挖隧道前往母親血管的畫面。在其余生理過程保持平等的情況下，懷孕早期的動脈擴張會導致母親的血壓降低。胚胎的激素又通過升高母親的血壓而平衡了此效應。 一些激素參與了懷孕早期的母體動脈擴張。如果這幾種化學物質的釋放失去平衡，動脈就無法正常擴張，將使胚胎因缺氧而餓死。一旦發生這種情況，胚胎有時便會借助更多極端的手段。它會釋放毒素，破壞并壓縮母親的血管，迫使血壓升高。這即使不導致中風，也會有損傷腎臟和肝臟的風險，而這些都是子癇前期的癥狀。 2009年，研究者表明，母系遺傳基因H19和該病有緊密關聯。這正與詹妮·格雷夫斯所預測的一致?？茖W家已知，H19在胎盤的早期生長中具有關鍵性作用。其他一些母系遺傳基因，以及某些父系遺傳基因的改變，都被懷疑與該病病因相關。還有許許多多致病基因等待著人們去發現，但這個故事展示出，在進化論的協助下，我們是如何最終開始理解殘忍而混亂的人類發育過程。 我們人類的超大腦袋以及我們那痛苦的妊娠過程，兩者之間似乎關系緊密；最起碼，這兩者都是人類的非凡特征。古人在創作神話故事時，有沒有猜測這兩者之間有所聯系呢？夏娃“偷吃了智慧之樹上的果實”，被上帝詛咒，要承受懷孕帶來的悲傷苦痛，也許她的故事就是古人的一種直覺闡釋，解釋了大自然對人類施加的適當的殘酷懲罰。不管怎么樣，如果我們想減少懷孕帶來的危險及痛苦，唯一的途徑便是“經受”。我們還需要更多的知識——大量知識。
譯注： [1] 滋養層細胞（trophoderm）：哺乳動物所特有的一種組織，包括滋養外胚層（trophectoderm）——或稱滋養層（trophoblast），以及其下的血管中胚層（vascular mesodermal layer）組成。滋養層為哺乳類早期胚泡壁的單層細胞所形成的薄膜，植入時滋養層局部增生肥厚（極端滋養層）侵著于子宮壁的組織內，并將一部分子宮壁溶解吸收。 [2]：這里的嵌合體指胎兒的組織可能會留在孕婦體內（甚至發生遷移），而不是指懷孕本身會改變孕婦的基因型。生物學中的動物嵌合體也稱喀邁拉現象，是動物學的一種特殊現象，指動物的兩顆受精卵融合在一起成為一個個體并成長。遺傳學上用以指不同遺傳性狀嵌合或混雜表現的個體，亦指染色體異常類型之一。 [3] 普拉德-威利綜合征（Prader-Willi Syndrome）：患有此病的人在新生兒期喂養困難、生長緩慢，一般自2歲左右開始無節制飲食，因此導致體重持續增加及嚴重肥胖，病因源于第15號染色體基因缺陷，患兒擁有正常語言能力，但實際智商低于普通人。 [4] 安格爾曼綜合征（Angelman Syndrome）：一種神經-遺傳缺陷疾病，主要病征為嚴重智力及發育性能力缺失、睡眠障礙、癲癇、抽動動作、頻繁大笑或微笑，且常常表現出快樂的神態。安格爾曼綜合征是典型的基因組印記?。╝ classic example of genomic imprinting）：母系遺傳的第15號染色體上某些基因缺失或不表達，同時該染色體的父系復制染色體也受到印記（imprinted）而不再表達。此病與普拉德-威利綜合征是姊妹病，發病原因相似。 [5] 印記基因（imprinted genes）：在現代人類（Homo Sapiens）中，受印記的等位基因會變沉默而不再表達，因此，這對基因要么僅通過母親遺傳、未受印記的等位基因而獲得表達（如基因H19或CDKN1C），要么僅通過父親遺傳、未受印記的等位基因而獲得表達（如IGF-2）?；蚪M印記在真菌、植物和動物界中都有表現。 |
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