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概括地说，生命的信息，就是组成生命的一切物质要以怎样的状态处于怎样的位置上。这听起来很抽象，但举个例子就很直观了。
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图2—36这张照片上有两个物种。背景中很大块头的鱼，是皇后神仙鱼，一个优雅曼妙的刺盖鱼属物种，前景中的小鱼正是这种鱼的幼体。另外还有一只红白相间的虾，那是一种藻虾科的清洁虾。
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那么从宏观上看，“物质要以怎样的状态处于怎样的位置上”，指的就是从前到后、从上到下，哪里是头，哪里是胸，哪里是背，哪里是腹，哪里是尾；眼睛有几只，长在哪里，单眼还是复眼；附肢有几对，长在哪里，是鱼鳍还是节肢……凡此种种，一切器官和组织的形态和位置。
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当然，我们也知道“形态和位置”在微观上的由来：个体的所有细胞都源自受精卵的分裂和分化，受精卵先会分裂成一团胚胎干细胞，而不同位置的胚胎干细胞将会继续分化成不同的形态，还会向不同的位置迁移。在序幕的第一篇“延伸阅读”里，我们认真讲述过动物眼睛的胚胎发育过程，那就是一个生动的例子了。
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图2—36 拍摄于印度尼西亚海域中的皇后神仙鱼（Pomacanthus imperator）和清洁虾（Lysmata amboinensis）。（图片来源：zaferkizilkaya）
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再比如，你看这鱼和虾的身上都有漂亮的图案，那是因为不同位置的皮肤细胞制造了不同的显色物质。黑色素细胞能够制造黑色素，显黑色；黄色素细胞能够积累蝶酸，显示亮黄色；红色素细胞能够积累类胡萝卜素，显出红橙色；鱼的虹彩细胞还能利用嘌呤晶体干涉可见光，产生鲜艳的蓝色。这些细胞在不同位置上的不同状态，就决定了生物的图案。
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可是，这些宏观和微观上的信息是如何联系起来的呢？比如，把一个个细胞换成一个个演员，他们要在大型集体舞中协调动作，想必得预先彩排无数次，直到每个演员都牢牢记住了自己的动作和位置。演出当天，现场还要有导演和调度，打手势，吹口哨，甚至用无线电对讲机及时协调现场情况。
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然而生物体内的细胞多到可以以亿计，整个发育过程比起集体舞复杂了岂止千百万倍？那胚胎中的一团干细胞，怎么知道自己要分化成头还是尾，眼睛还是腿？皮肤中的一个色素细胞，怎么知道自己是要制造黑色素还是积累蝶酸，堆积嘌呤晶体还是小空泡呢？这些微观世界里的细胞非但没有彩排过，而且连眼睛、耳朵都没有，怎么知道自己的宏观位置，又怎么据此决定自己的状态呢？
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答案是，细胞当然不知道自己的宏观位置——但是，它们知道了周围有什么物质，就知道该怎么做。
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生命是物质的生命。任何一个细胞的表面上都携带着数不清的各种物质，还会向周围释放数不清的各种物质，而对于不同的细胞，携带和释放的物质也不相同。于是，在生命体内，不同位置上的物质，就会有各不相同的种类和浓度。
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细胞只要掌握了周围物质的种类和浓度的信息，就等于知道了自己的宏观位置。
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而要掌握这类信息也不难：细胞内部和表面还存在着数不清的各种受体，每一种受体都能差异化地与某种物质结合起来，就好像一把钥匙开一把锁[3]。对于每一种受体，那个与它匹配结合的物质，就被我们称为配体。细胞根据受体与配体的结合情况，就能知道与自己接触的细胞表面携带了什么物质。知道周围有哪些物质，知道那些物质的浓度有多高，当然也就知道自己该怎么做了。
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当然，上文所谓的“知道”都是拟人的修辞罢了，用更接近生物化学的语言表述，受体与配体的结合就像推倒了第一块多米诺骨牌，会引发一连串的生物化学反应，而这些生物化学反应就能改变细胞的各种状态，比如各种物质的分布，各种生化反应的种类和速度，各种基因是激活还是关闭，乃至细胞未来的分化方向，等等。在极端情况下，这一连串的化学反应甚至会使细胞自杀。
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我们不妨再举个例子吧：你知道人的五根手指是怎么长出来的吗？
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在胚胎发育的第30天，我们的胚胎只有一粒豌豆大，躯干的胸部两侧就已经有了胳膊的芽，也就是一小团凸起的干细胞，除了确定要发育成前肢，这些细胞就再没有什么分化了。但变革已经埋下了伏笔：身体前端释放的物质已经扩散过来，前肢芽靠前的细胞就会近水楼台先得月，率先制造并释放一种被称为“刺猬索尼克因子”（Sonic hedgehog，简称SHH因子）的物质[4]。SHH因子同样会积累起来，并向周围扩散。显然，越靠近身体前方，这种因子的浓度就越高，越靠近身体后方，浓度就越低。
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图2—37 第5周的人类胚胎，大约长1厘米，豌豆粒那么大。（来自SciePro）
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这就有趣了：前肢芽里的细胞表面都有许多SHH受体，能够侦测到SHH因子的浓度。如果细胞侦测到了高浓度的SHH因子，就聚集起来发育成小指，侦测到了次一级浓度的，就聚集起来发育成无名指。依此类推，侦测到SHH因子浓度最低的细胞，就聚集起来发育成拇指。于是，到了第40天左右，我们的胚胎前肢就依稀有了五指的区分。我们甚至发现，如果SHH因子与它的受体这套信息通路有了什么突变，比如SHH因子制造得太多了，人就会多一根指头。而且这根指头介于中指和无名指之间，形态、功能一切正常，如果不去数一数，乍一看竟觉不出异样。[5]
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我们回到刚刚分出了五指的前肢芽上来：仅仅区分了五指还不够，那些SHH因子的浓度介于两根指头之间的干细胞仍然没有迁移，此时成了指头之间的蹼，令胚胎的手好似鸭掌。所以在接下来的一周内，这些没有聚集起来的细胞就会纷纷启动自杀程序，在细胞内释放大量烈性的蛋白酶，从里到外，活活地把自己消化掉。于是，到胚胎发育的第46天，我们的五指就分开了瓣，手才算成形了。
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所以你看，一个细胞要制造什么样的受体和配体，由自己的状态决定，而细胞会进入哪种状态，又是由它的受体结合了怎样的配体决定的。如此循环反馈，从受精卵分裂出来的一团干细胞，就能发育成一个完整的人，或者任何其他多细胞生物了。
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图2—38 第6周的人类胚胎，大约长1.5厘米，花生粒那么大。（来自SciePro）
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