第一章 細(xì)胞命運的決定

第一章細(xì)胞命運的決定第一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一部分已分化細(xì)胞的類型、特征產(chǎn)物及其功能動物有機(jī)體是由分化細(xì)胞（specializedcell）組成的。分化細(xì)胞不僅形態(tài)多樣，而且功能各異。第二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一在早期胚胎中，卵裂球的發(fā)育命運是沒有決定（determination）的。隨著胚胎的發(fā)育，不同卵裂球受本身內(nèi)在因素及環(huán)境條件的影響，其發(fā)育命運被確定下來，分化為內(nèi)胚層、中胚層或外胚層細(xì)胞。第三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一對每一個卵裂球進(jìn)行標(biāo)記，通過追蹤不同卵裂球的發(fā)育過程，可在囊胚表面劃定不同的區(qū)域，顯示每一區(qū)域細(xì)胞的發(fā)育趨向，這樣的分區(qū)圖稱為發(fā)育命運圖（fatemap）。第四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一爪蟾早期胚胎發(fā)育命運圖的確定。熒光標(biāo)記的C3裂球在尾芽期胚胎中形成一側(cè)的中胚層細(xì)胞。第五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一命運圖反映了胚胎在發(fā)育過程中各區(qū)域細(xì)胞的運動趨勢，并不是細(xì)胞的分化情況。特化圖（specificationmap）卻可以在一定程度上反映出細(xì)胞的分化情況。

特化圖是將囊胚切成小塊，每小塊分別在簡單培養(yǎng)基中培養(yǎng)，觀察它們形成哪一種組織。第六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一爪蟾晚期囊胚的特化圖外胚層區(qū)細(xì)胞還沒有分化為預(yù)定神經(jīng)細(xì)胞，中胚層區(qū)細(xì)胞還沒有分化為預(yù)定肌肉細(xì)胞。第七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一爪蟾晚期囊胚命運圖和特化圖的比較。脊索的命運圖和特化圖基本相當(dāng)，其他中胚層區(qū)的特化還沒有發(fā)生。第八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一不同脊椎動物命運圖中各胚層所在區(qū)域及原腸運動時細(xì)胞內(nèi)移位點具有很強(qiáng)的相似性，意味著不同動物可能有相同的細(xì)胞分化機(jī)制。命運圖不能反映出早期胚胎細(xì)胞的全部潛能，此時脊椎動物的胚胎仍然有很強(qiáng)的發(fā)育調(diào)整能力。第九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一脊椎動物胚胎在各自相當(dāng)發(fā)育階段的命運圖之比較。第十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)

細(xì)胞命運通過形態(tài)發(fā)生

決定子自主特化第十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一細(xì)胞定型和分化從單個全能的受精卵產(chǎn)生各種類型細(xì)胞的發(fā)育過程叫細(xì)胞分化（celldifferentiation）。細(xì)胞在分化之前，會發(fā)生一些隱蔽的變化，使細(xì)胞朝特定方向發(fā)展，這一過程稱為定型（commitment）。已定型細(xì)胞細(xì)胞的發(fā)育命運已經(jīng)受到嚴(yán)格的限制。第十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Slack（1991）建議將定型分為特化（specification）和決定（determination）兩個時相。

**當(dāng)一個細(xì)胞或者組織放在中性環(huán)境（neutralenvironment）如培養(yǎng)皿中可以自主分化時，就可以說這個細(xì)胞或組織發(fā)育命運已經(jīng)特化（specialized）

**當(dāng)一個細(xì)胞或組織放在胚胎另一個部位培養(yǎng)可以自主分化時，可以說這個細(xì)胞或組織已經(jīng)決定（determined）。第十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一細(xì)胞或者組織發(fā)育命運的特化和決定第十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一已特化的細(xì)胞或組織的發(fā)育命運是可逆的。如果把已特化的細(xì)胞或組織移植到胚胎不同的部位，它就會分化成不同的組織。已決定的細(xì)胞或組織的發(fā)育命運是不可逆的。如果把已決定的細(xì)胞或者組織移植到胚胎的不同部位，它只會分化為同一種組織。第十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一脊椎動物骨骼肌分化的主要特征第十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一在細(xì)胞發(fā)育過程中，定型和分化是兩個相互關(guān)連的過程。在胚胎早期發(fā)育過程中，某一組織或器官的原基（anlage）首先必需獲得定型，然后才能向預(yù)定的方向發(fā)育，也就是分化，形成特定的組織或器官。第十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一胚胎細(xì)胞的定型有兩種主要方式：細(xì)胞定型是通過胞質(zhì)隔離（cytoplasmicsegregation）實現(xiàn)的。細(xì)胞定型是通過胚胎誘導(dǎo)（embryonicinduction）實現(xiàn)的。第十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一卵裂時，受精卵內(nèi)特定的細(xì)胞質(zhì)分離到特定的分裂球中，裂球中所含有的特定胞質(zhì)決定它發(fā)育成哪一類細(xì)胞，細(xì)胞命運的決定與臨近的細(xì)胞無關(guān)。這種定型方式稱為自主特化（autonomousspecification）。以細(xì)胞自主特化為特點的胚胎發(fā)育模式稱為鑲嵌型發(fā)育（mosaicdevelopment），或自主性發(fā)育。自主特化與鑲嵌型發(fā)育第十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一柄海鞘的發(fā)育為一種典型的鑲嵌型發(fā)育，其卵裂球的發(fā)育命運是由細(xì)胞質(zhì)中儲存的卵源性形態(tài)發(fā)生決定子決定的。柄海鞘的胚胎發(fā)育為鑲嵌型，但實際上不同的卵裂球之間依然存在著相互誘導(dǎo)作用。其外胚層區(qū)域直到64細(xì)胞期時還沒有“神經(jīng)化”，顯然外胚層細(xì)胞的發(fā)育命運不僅僅是由胞質(zhì)決定子決定的。第二十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海鞘（Phallusiamammillata）受精時胞質(zhì)定域的分離第二十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一柄海鞘的鑲嵌型發(fā)育。當(dāng)8細(xì)胞期胚胎中的4對卵裂球被分離后，每對卵裂球只能發(fā)育為部分結(jié)構(gòu)。第二十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海鞘分裂球的決定譜系第二十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一在發(fā)育的初始階段，細(xì)胞可能具有不止一種分化潛能，和鄰近細(xì)胞或組織的相互作用逐漸限制了它們的發(fā)育命運，使它們只能朝一定的方向分化。細(xì)胞命運的這種定型方式稱為漸進(jìn)特化（progressivespecification）或有條件特化（conditionalspecification）或依賴型特化（dependentspecification）。以細(xì)胞有條件特化為特點的胚胎發(fā)育模式稱為調(diào)整型發(fā)育（regulativedevelopment）。漸進(jìn)特化與調(diào)整型發(fā)育第二十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一對細(xì)胞呈有條件特化的胚胎來說，如果在胚胎發(fā)育的早期將一個分裂球從整體胚胎上分離，那么剩余的胚胎細(xì)胞可以改變發(fā)育命運，填補(bǔ)所留下的空缺。海膽的發(fā)育是典型的調(diào)整型發(fā)育。第二十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海膽各卵裂球的發(fā)育命運圖第二十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Driesch的海膽胚胎分離發(fā)育實驗。A，正常長腕幼蟲，B，單個胚胎細(xì)胞發(fā)育而成的長腕幼蟲。第二十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海膽胚胎除了具有典型的調(diào)整型發(fā)育特點之外，也顯示出某些鑲嵌型的特點。第二十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一半個8細(xì)胞期海膽胚胎的發(fā)育。A，沿赤道面將胚胎分為兩半，B，沿動植物極軸將胚胎分為兩半。第二十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海膽64細(xì)胞期胚胎各部分細(xì)胞的組合發(fā)育（Horstadius,1939）。A，正常發(fā)育；B，分離的動物半球的發(fā)育；C，動物半球與veg1細(xì)胞的組合發(fā)育；D，動物半球與veg2細(xì)胞的組合發(fā)育；E，動物半球與小卵裂球的組合發(fā)育。在每一種組合中，都有細(xì)胞相互作用而改變原定的發(fā)育命運的現(xiàn)象。第三十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一β-catenin決定海膽植物極細(xì)胞的發(fā)育命運。第三十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一一般來說，在多數(shù)無脊椎動物胚胎發(fā)育過程中，主要是細(xì)胞自主特化在發(fā)生作用，細(xì)胞有條件特化次之；而在脊椎動物胚胎發(fā)育過程中則相反，主要是細(xì)胞有條件特化在發(fā)生作用，細(xì)胞自主特化次之。第三十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一形態(tài)發(fā)生決定子形態(tài)發(fā)生決定子（morphogeneticdeterminant）也稱為成形素（morphogen）或胞質(zhì)決定子（cytoplasmicdeterminant），存在于卵細(xì)胞質(zhì)中的特殊物質(zhì)，能夠制定細(xì)胞朝一定方向分化，形成特定組織結(jié)構(gòu)。第三十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海鞘胚胎是依據(jù)卵內(nèi)貯存信息進(jìn)行自我分化的鑲嵌體。海鞘胚胎卵裂時，不同的細(xì)胞接受不同區(qū)域的卵細(xì)胞質(zhì)。不同區(qū)域的卵細(xì)胞質(zhì)含有不同的形態(tài)發(fā)生決定子，能夠使細(xì)胞朝一定的方向分化。第三十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海鞘不同胞質(zhì)決定子的運動比較第三十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Reverberi和Minganti（1946）證明海鞘裂球的發(fā)育命運在8細(xì)胞期已經(jīng)決定。第三十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Whittaker用玻針反復(fù)擠壓，使海鞘的分裂溝退化，而形成新的分裂溝，部分肌質(zhì)即黃色新月區(qū)胞質(zhì)便轉(zhuǎn)移到預(yù)定外胚層細(xì)胞中。肌質(zhì)轉(zhuǎn)移到預(yù)定非肌細(xì)胞后，也能產(chǎn)生肌肉。第三十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海鞘屬于典型的鑲嵌型發(fā)育胚胎。典型的鑲嵌型發(fā)育的胚胎還有櫛水母（ctenophores）、環(huán)節(jié)動物（annelids）、線蟲（nematodes）和軟體動物（molluscs）等。海膽、兩棲類和魚類等動物的胚胎屬于典型的調(diào)整型發(fā)育胚胎。在這些呈典型的調(diào)整型發(fā)育的動物卵子細(xì)胞質(zhì)中，也存在著形態(tài)發(fā)生決定子。第三十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一形態(tài)發(fā)生決定子在卵細(xì)胞質(zhì)中呈一定形式分布，受精時發(fā)生運動，被分隔到一定區(qū)域，并在卵裂時分配到特定的裂球中，決定裂球的發(fā)育命運。這一現(xiàn)象稱為胞質(zhì)定域（cytoplasmiclocalization）。胞質(zhì)定域也稱為胞質(zhì)隔離（cytoplasmicsegregation）或胞質(zhì)區(qū)域化（cytoplasmicregionalization）或胞質(zhì)重排（cytoplasmicrearrangement）。胞質(zhì)定域第三十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一一、海鞘在海鞘這樣典型的鑲嵌型發(fā)育的胚胎中，也存在著由細(xì)胞之間相互作用決定細(xì)胞發(fā)育命運的漸進(jìn)決定作用。童第周等（1977）證明，無論供體核是取自海鞘原腸胚的外胚層、中胚層還是內(nèi)胚層，只要受體卵塊所含細(xì)胞質(zhì)相同，那么所發(fā)育的胚胎結(jié)構(gòu)就相同。因此，可以推測，肌質(zhì)等形態(tài)發(fā)生決定子可能選擇性地激活（或抑制）裂球中某些特定基因的表達(dá)，從而決定裂球的發(fā)育命運。第四十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一表皮決定子在受精過程中遷移到卵子動物極頂部（apicalregion），卵裂時進(jìn)入動物極裂球中。內(nèi)胚層決定子在受精過程中遷移到卵子植物極半球，卵裂時進(jìn)入植物極裂球中。海鞘受精卵植物極后端胞質(zhì)（posteriorvegetalcytoplasm，PVC）相當(dāng)于其余部分細(xì)胞質(zhì)呈“顯性”。把一個受精卵的PVC移植到另一個去除PVC的受精卵的前端，受體卵原來的前端便發(fā)育成新的后端，而原來的后端（去除了PVC）則發(fā)育為前端。第四十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海鞘肌肉、內(nèi)胚層和表皮三種胞質(zhì)決定子的運動第四十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海鞘胚胎后端的發(fā)育命運由卵細(xì)胞質(zhì)中特定的胞質(zhì)決定子決定，而前端的發(fā)育命運則由缺乏PVC所決定?？傊Ｇ事炎邮芫珪r，卵質(zhì)發(fā)生運動，產(chǎn)生獨特的胞質(zhì)區(qū)域；不同的胞質(zhì)區(qū)域含有不同的形態(tài)發(fā)生決定子，并在卵裂時分配到不同的裂球中。第四十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一二、軟體動物Wilson把帽貝（Patellacoerulea）早期裂球分離，發(fā)現(xiàn)分離裂球不僅發(fā)育命運而且分裂速度和分裂方式都和留在完整胚胎內(nèi)的相同裂球一樣。分離裂球本身不但含有決定分裂節(jié)奏和分裂方式所必需的全部物質(zhì)，而且還含有不依賴于胚胎其他細(xì)胞而進(jìn)行自我分化所必需的全部物質(zhì)。第四十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一帽貝成纖毛細(xì)胞（trochoblastcell）的分化第四十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一某些呈螺旋卵裂的胚胎（主要是軟體動物和環(huán)節(jié)動物）在第一次卵裂時卵子植物極部分形成一個胞質(zhì)凸起，稱為極葉（polarlobe）。第一次卵裂結(jié)束時，極葉縮回。第二次卵裂開始前，極葉再次凸起，第二次卵裂完成時，再次縮回，此后極葉的出現(xiàn)就不明顯了。極葉的形成是卵裂期間一種過渡性的形態(tài)變化，是卵內(nèi)部物質(zhì)流動所引起的。第四十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一軟體動物的極葉。A，第一次卵裂前極葉的掃描電鏡照片；B，三葉期胚胎的極葉。第四十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Dentalium卵裂過程中極葉凸出和縮回各發(fā)生兩次第四十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一極葉中含有控制D裂球特定分裂節(jié)奏、分裂方式以及中胚層分化所必需的決定子。殼腺是中胚層細(xì)胞誘導(dǎo)外胚層細(xì)胞形成的。中胚層不存在時，便沒有誘導(dǎo)者誘導(dǎo)外胚層細(xì)胞形成殼腺。這是鑲嵌型發(fā)育胚胎中也存在細(xì)胞間相互作用決定細(xì)胞發(fā)育命運的又一例證。第四十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一用細(xì)胞松弛素（cytochalasin）抑制極葉形成將形成兩個聯(lián)體胚胎第五十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一三、線蟲最常見的形態(tài)發(fā)生決定子可能要算生殖細(xì)胞決定子。蛙類等的調(diào)整型卵子中也存在著生殖細(xì)胞決定子。生殖細(xì)胞決定子在卵裂時分配到一定的裂球中，并決定這些裂球發(fā)育成生殖細(xì)胞。第五十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一副蛔蟲（馬蛔蟲，Parascarisaequorum）第一次卵裂形成的動物極裂球發(fā)生染色體消減（chromosomediminution），而植物極裂球仍保持正常數(shù)目的染色體。只有一個最靠近植物極的裂球含有全數(shù)染色體（全套基因）。全數(shù)染色體只存在于將來形成生殖細(xì)胞的裂球里。第五十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一副蛔蟲正常受精卵（A）和經(jīng)離心處理的受精卵（B）分裂時生殖質(zhì)的分布。第五十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一據(jù)此，Boveri認(rèn)為副蛔蟲卵子植物極胞質(zhì)中含有某些物質(zhì)能保護(hù)細(xì)胞核染色體不發(fā)生消減，并決定有關(guān)裂球形成生殖細(xì)胞。副蛔蟲卵子植物極胞質(zhì)中所含的能決定生殖細(xì)胞形成的物質(zhì)叫生殖質(zhì)（germplasm）。第五十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一昆蟲極質(zhì)和生殖細(xì)胞的特化。兩棲類生殖細(xì)胞的特化林蛙（Ranatemporaria）受精卵的植物極皮層區(qū)域含有特性和果蠅卵中極質(zhì)類似的物質(zhì)，在發(fā)育過程中流入少數(shù)幾個預(yù)定內(nèi)胚層細(xì)胞，最終遷移到生殖嵴內(nèi)。用UV照射卵子植物極產(chǎn)生的蝌蚪缺乏生殖細(xì)胞，移植植物極細(xì)胞可使受體胚胎發(fā)育成的蝌蚪是能育的。第五十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一形態(tài)發(fā)生決定子的性質(zhì)一般認(rèn)為形態(tài)發(fā)生決定子可能是某些特異性蛋白質(zhì)或mRNA等生物大分子物質(zhì)，它們可以激活或抑制某些基因表達(dá)，從而決定細(xì)胞的分化方向。形態(tài)發(fā)生決定子的性質(zhì)和作用方式在海鞘和果蠅中研究較為深入。第五十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海鞘胚胎中可能含有兩類形態(tài)發(fā)生決定子。第一類是可以激活某些基因（乙酰膽堿酯酶基因）轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)；第二類可能是以mRNA的形式存在于卵內(nèi)一定的區(qū)域，在卵裂時分布到預(yù)定的裂球中。探討胚胎的決定狀態(tài)，應(yīng)對決定細(xì)胞發(fā)育命運的蛋白質(zhì)或mRNA進(jìn)行分析鑒別。第五十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一果蠅極質(zhì)果蠅卵子極粒已被分離出來，它主要由蛋白質(zhì)和RNA組成。生殖質(zhì)（極質(zhì)）的組分之一是gcl（germcell-less）基因轉(zhuǎn)錄的mRNA。野生型gcl基因在果蠅卵巢的營養(yǎng)細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄，通過環(huán)管（ringcanal）運至卵子中。gclmRNA一旦進(jìn)入卵子，便進(jìn)一步遷移到卵子的最后端，定位于稱為極質(zhì)的細(xì)胞質(zhì)中。第五十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一生殖細(xì)胞決定子的另一種可能是Nanos蛋白。NanosmRNA蛋白位于卵子后端，Nanos蛋白是果蠅形成腹部所必需。缺乏Nanos蛋白的極細(xì)胞不能遷移到生殖腺中，因而不能發(fā)育成生殖細(xì)胞。oskar基因在果蠅極質(zhì)的形成和裝配過程中起著極其重要的調(diào)控作用。Oskar基因?qū)⑵鋗RNA定位于胚胎的后極。第五十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一有些母體效應(yīng)基因（maternaleffectgene）的表達(dá)對于果蠅極質(zhì)的形成具有重要的作用。至少有8種基因的突變會導(dǎo)致果蠅不能形成極質(zhì)，不能形成生殖細(xì)胞，因此是不育（sterile）的。第六十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一A.staufen基因內(nèi)應(yīng)在oskar基因之前行使功能，并影響oskar基因的表達(dá)。B.研究明了的影響果蠅生殖細(xì)胞發(fā)生的6種基因的作用順序。第六十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)細(xì)胞命運通過相互作用漸進(jìn)特化第六十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海膽和脊椎動物等后口動物。它們的細(xì)胞發(fā)育命運主要取決于它在胚胎中所處的位置，而不是取決于在卵裂時獲得哪一塊細(xì)胞質(zhì)。胚胎一部分細(xì)胞可以對鄰近另一部分細(xì)胞施加影響，并決定其分化方向，這種作用稱為胚胎誘導(dǎo)（embryonicinduction），是決定胚胎細(xì)胞分化方向的一個極重要的方面，是隨著發(fā)育鑲嵌理論（mosaictheory）片面性的發(fā)現(xiàn)而逐漸發(fā)展起來的。第六十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一種質(zhì)學(xué)說及驗證19世紀(jì)末，德國學(xué)者AugustWeismann根據(jù)受精和減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目的變化，提出了解釋細(xì)胞分化的種質(zhì)學(xué)說（germplasmtheory）。Weismann的種質(zhì)學(xué)說將組成有機(jī)體的細(xì)胞分為兩類：體細(xì)胞（somaticcell）和生殖細(xì)胞（germcell）。體細(xì)胞是從生殖細(xì)胞發(fā)育而來的，隨個體的死亡而死亡。而生殖細(xì)胞是世代相傳的，是永生的（immortality），不受體細(xì)胞和環(huán)境的影響。第六十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Weismann的種質(zhì)學(xué)說，生殖細(xì)胞產(chǎn)生分化的體細(xì)胞和新的生殖細(xì)胞。第六十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Weismann的核決定子理論：子代細(xì)胞的決定和分化方向是由核決定子在卵裂過程中的不對稱分布決定的。第六十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Weismann種質(zhì)學(xué)說的推論：1.胚胎不同細(xì)胞的細(xì)胞核應(yīng)該有本質(zhì)上的差異;2.如果擾亂受精卵的卵裂過程,必然導(dǎo)致核決定子在細(xì)胞之間分布不正常,從而引起不正常發(fā)育。第六十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一WilhelmRoux：鑲嵌型發(fā)育

德國胚胎學(xué)家WihelmRoux的實驗結(jié)果證明蛙的發(fā)育為鑲嵌型發(fā)育，正好和Weismann假設(shè)預(yù)期的結(jié)果吻合。

第六十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一但后來J.F.McClendon證實，Roux實驗中蛙呈鑲嵌型發(fā)育的結(jié)果純粹是實驗（缺損實驗）的假象。壞死裂球的內(nèi)部或者表面某些物質(zhì)仍然能夠和存活的裂球進(jìn)行交流，從而影響后者的發(fā)育。但Roux在蛙胚上的一系列實驗開創(chuàng)了用實驗方法研究胚胎學(xué)的先例。第六十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一HansDriesch：調(diào)整型發(fā)育

HansDriesch采用分離實驗（isolationexperiment）的方法，即通過劇烈的搖晃將海膽胚胎裂球分開培養(yǎng)。結(jié)果表明，2-細(xì)胞或4-細(xì)胞期時，分開的海膽裂球不是自我分化成胚胎的某一部分，而是通過調(diào)整發(fā)育成一個完整的有機(jī)體。這一類型的發(fā)育稱為調(diào)整型發(fā)育。第七十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Driesch實驗說明，胚胎細(xì)胞核在卵裂過程中并未出現(xiàn)本質(zhì)上的差異，不存在所謂核決定子不均等分布的現(xiàn)象，首次證實胚胎發(fā)育過程中存在調(diào)整現(xiàn)象。第七十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海膽4-細(xì)胞期的每一個裂球分離后都能形成一個正常的幼蟲，但體積較小，四個幼蟲的形狀也略有差異。第七十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

Driesch將海膽放在兩塊玻璃片之間輕輕擠壓，改變第三次分裂面，使第三次卵裂由緯裂變?yōu)榻?jīng)裂。這樣一來，正常情況下本應(yīng)該分配到內(nèi)胚層中的細(xì)胞核可能分配到外胚層細(xì)胞中，卵裂過程被擾亂，但是仍然得到正常的胚胎。

結(jié)論：裂球在整體胚胎中的位置總體上可以決定其發(fā)育的結(jié)果。細(xì)胞分化是核決定子不均等分離引起的假設(shè)是錯誤的。第七十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一擾亂海膽第三次卵裂過程，使細(xì)胞核發(fā)生異常分布，并沒有影響胚胎正常發(fā)育。第七十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Driesch認(rèn)為分裂球在胚胎發(fā)育中的命運只取決于它在胚胎內(nèi)的位置，并進(jìn)一步提出了發(fā)育過程中細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)相互作用假說。當(dāng)代實驗胚胎學(xué)研究結(jié)果表明，哺乳動物的胚胎發(fā)育也具有調(diào)整能力。兩個或更多個小鼠早期胚胎融合后，仍能正常發(fā)育。在小鼠或兔子胚胎2-細(xì)胞期，毀壞其中一個裂球，移植到母體子宮內(nèi)，也能正常發(fā)育。第七十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Driesch裂球分離實驗所得的結(jié)論也不是百分之百正確。許多動物胚胎在很大程度上呈鑲嵌型發(fā)育，即使海膽胚胎也不是由完全等能的細(xì)胞組成的集合體，不是百分之百呈調(diào)整型發(fā)育。第七十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一SvenH?rstadius：雙梯度模型瑞典學(xué)者SvenH?rstadius將8-細(xì)胞期胚胎沿赤道分開成動物極和植物極兩部分時，兩部分都不能發(fā)育成完整幼蟲。將海膽未受精卵沿赤道切割成動物極和植物極兩部分，使其受精發(fā)育，獲得了和分離實驗相似的結(jié)果。第七十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一SvenH?rstadius的裂球分離實驗證明海膽胚胎在一定程度上呈鑲嵌型發(fā)育。第七十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海膽卵子的不對稱性第七十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Maruyama等（1985）進(jìn)一步證實了SvenH?rstadius的實驗結(jié)果。他們用類似的方法切割海膽的未受精卵，發(fā)現(xiàn)只有受精的植物極部分可以形成小分裂球（micromere）并進(jìn)行原腸作用。因此決定小分裂球形成和原腸作用的決定子位于卵子的植物極。第八十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一SvenH?rstadius除去海膽64-細(xì)胞期胚胎的受精膜，用細(xì)玻璃針把不同的細(xì)胞層分開單獨培養(yǎng)或按不同組合方式把分離的細(xì)胞層重組培養(yǎng)。結(jié)果表明：海膽胚胎中植物極化的能力是呈梯度分布的，其強(qiáng)度從植物極到動物極逐漸遞減，同樣動物極化的梯度從動物極細(xì)胞至植物極小裂球逐漸遞減。第八十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海膽64-細(xì)胞期不同裂球組合后的發(fā)育。第八十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海膽胚胎中存在著兩個彼此相對的梯度：植物極化梯度和動物極化梯度。海膽胚胎的正常發(fā)育依賴于兩者之間適當(dāng)?shù)钠胶?，而不依賴于它們的絕對大小。兩個梯度之間的不同組合建立起各種中間狀態(tài)。Ubisch將分離的動物極半球細(xì)胞放在氯化鋰溶液中培養(yǎng)，獲得正常的長腕幼蟲。顯然，鋰可以弱化動物極細(xì)胞的動物極化梯度，從而使動物極半球細(xì)胞能平衡發(fā)育。第八十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一Horstandius所示的動物極化梯度第八十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一海膽胚胎的正常發(fā)育依賴于兩者之間適當(dāng)?shù)钠胶獾诎耸屙?，共九十五頁，編輯?023年，星期一