心臟為什么長(zhǎng)在左邊？

袁越

“出門(mén)向左轉(zhuǎn)，沿著大街一直向前走就到了?！?/p>

這是一句很常見(jiàn)的指路語(yǔ)，我們每個(gè)人大概都說(shuō)過(guò)?？墒悄阌袥](méi)有想過(guò)，對(duì)方是如何知道哪邊是左的？

這不是抬杠，而是發(fā)育生物學(xué)必須回答的一個(gè)很重要的問(wèn)題。眾所周知，所有高等動(dòng)物都始于一只受精卵，我們可以把它想象成一個(gè)圓球，沒(méi)有左右之分。之后這個(gè)受精卵開(kāi)始分裂，形成復(fù)雜的胚胎。人類(lèi)胚胎發(fā)育前期都是左右對(duì)稱的，直到第六周的時(shí)候，未來(lái)將會(huì)發(fā)育成心臟的那根管子才開(kāi)始向左彎曲，然后胃和肝臟分別向身體中軸線的兩側(cè)漂移，大腸則在右側(cè)長(zhǎng)出一個(gè)闌尾，再后來(lái)肺部也分出了左右，右肺長(zhǎng)出三個(gè)肺葉，左肺只長(zhǎng)出兩個(gè)。但是，腎臟和女性卵巢等少數(shù)器官卻沒(méi)有區(qū)別，依然左右對(duì)稱。

這個(gè)過(guò)程聽(tīng)上去很簡(jiǎn)單，可是這些不同的器官是如何知道自己該往哪里長(zhǎng)的呢？答案比你想象的要復(fù)雜得多。

從數(shù)學(xué)上講，任何一個(gè)三維物體的前兩維都是不需要參照系就可以建立起來(lái)的。讓我們想象一個(gè)圓球，隨便找出一點(diǎn)當(dāng)作頭，對(duì)應(yīng)的部位就是尾，這很容易理解。接下來(lái)，我們?cè)偃我庹页鲆稽c(diǎn)當(dāng)作正面，對(duì)應(yīng)的一側(cè)就是反面，這也毫無(wú)問(wèn)題。但是第三維就不那么容易建立了，如果沒(méi)有參照系的話，我們是無(wú)法確定左右的。

為了說(shuō)明這一點(diǎn)，請(qǐng)把自己想象成一個(gè)圓球，身處一個(gè)左右完全對(duì)稱的物體內(nèi)，請(qǐng)問(wèn)你將如何知道自己是在左側(cè)還是右側(cè)呢？事實(shí)上，如果沒(méi)有其他參照物（比如自己的手）的話，這是一個(gè)不可能完成的任務(wù)。

別小看這個(gè)問(wèn)題，對(duì)于一個(gè)正在發(fā)育階段的胚胎來(lái)說(shuō)，這可是個(gè)大麻煩。如果一個(gè)胚胎內(nèi)的細(xì)胞分不清左右，只能隨機(jī)地選擇身份的話，那么我們?nèi)祟?lèi)將有一半心臟在左，另一半心臟在右。事實(shí)顯然不是這樣，這說(shuō)明胚胎細(xì)胞以某種神秘的方式判斷出了自己所在的位置。

當(dāng)然了，科學(xué)是不承認(rèn)“神力”的，既然大部分人的心臟長(zhǎng)在左側(cè)，這就說(shuō)明生命找到了一個(gè)合適的參照系。

研究發(fā)現(xiàn)，在人類(lèi)胚胎發(fā)育到第六周之前，雖然看上去仍然是左右對(duì)稱的，但實(shí)際上胚胎左右兩邊的分子構(gòu)成已經(jīng)出現(xiàn)了差異，而這種差異是由一個(gè)名為“節(jié)點(diǎn)”的小裝置實(shí)現(xiàn)的，它就像一個(gè)小坑，位于胚胎的中軸線上。坑內(nèi)有幾百個(gè)微小的纖毛，以每秒大約10圈的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)小坑并不是垂直向上的，而是向胚胎的尾部?jī)A斜。于是，隨著纖毛的轉(zhuǎn)動(dòng)，胚胎細(xì)胞周?chē)囊后w便開(kāi)始從右向左流動(dòng)，導(dǎo)致左右兩側(cè)出現(xiàn)了差異。事實(shí)上，日本科學(xué)家去年在《自然》雜志上發(fā)表過(guò)一篇論文，發(fā)現(xiàn)只需要兩根纖毛的轉(zhuǎn)動(dòng)就足以導(dǎo)致胚胎左右不對(duì)稱了。

研究不對(duì)稱發(fā)育的機(jī)理除了理論上的意義外，在臨床上也有價(jià)值。我們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)“反轉(zhuǎn)人”，他們體內(nèi)的臟器位置和正常人正相反。如果全部臟器都反轉(zhuǎn)了倒也沒(méi)有問(wèn)題，可不少人發(fā)生了不完全反轉(zhuǎn)，也就是心臟和其他臟器的步調(diào)不一致。一旦出現(xiàn)這種情況，病人很可能有生命危險(xiǎn)，必須提早預(yù)防。

（本文選自：視野 2020年02期）