头发、指甲与皮层中的腺体
在胚胎早期,外胚层也会成为毛囊、指甲和汗腺。胎儿发育过程中,外胚层中的一部分长成丛状结构并向下长入皮肤之中。
皮肤由数层构成,通常分为三层。最上面的一层发育自外胚层,被称为“表皮”。这层表皮覆盖了身体的整个表面,与此同时又和数个小毛囊及腺体相互锚定在皮肤的第二层中。这一层被称为“真皮”,正是这层真皮赋予了皮肤强度和弹性。毛囊和汗腺穿过强韧的真皮,并从表皮一直向下生长至皮肤的第三层,也是最深的一层——“皮下组织”。皮下组织的主要功能是为身体提供填充和绝缘。它由许多脂肪构成。
注:汗腺与毛囊均发育自表皮的微小丛状结构,并在胚胎期长入真皮层。
毛囊在胚胎第8周左右形成,开始于头部。直到第20周,身体的其他部位才开始形成毛囊。这时,胎儿才获得了全部的500万个毛囊。就像之前提到的那样,毛囊是由外胚层中的一小簇组织长入真皮层而形成的。在几周之后,这一小簇组织会长成一个通道,并在通道的底部形成一个小结,我们称之为毛囊。它的周身包裹着许多血管,这些血管将为外胚层的细胞提供氧气和营养。这样一来,它们就能够很快地分裂,并长出头发。
指甲也是表皮的一种变体。在第10周,指甲在胎儿的手指末端开始形成,并且几周之后同样的事情会发生在胎儿的脚趾上。
人类有两种汗腺:数量较少的一种叫顶泌腺,主要分布在腋下、私处周围,其毛发根部像是空的;更常见的一种叫外分泌腺,分布于周身各处。在胎儿时期,这种常见的汗腺首先形成于手掌和足底,几周之后才会遍布周身。并且只有猿猴和人类才会全身长满这种汗腺,大部分哺乳类动物仅在腿部末端才分布有这种汗腺。这种汗腺的主要功能是为了预防皮肤和物体表面的滑脱。汗液不仅会滋润皮肤,也能使双脚在地面上轻松地站稳。
猿猴和人类身上的汗腺还被赋予了一个特别的功能:它们为避免体温过高发挥了重要的作用。
常见的汗腺首先形成于胎儿的手部和足部,这在某种程度上模仿了人类的进化。这说明在数百万年前,我们曾经与现在的哺乳动物拥有更多的共同特点。胎儿发育过程与人类进化过程相近似这一理论,被称为重演说。这一学说的普及曾在19世纪达到全盛。人们绘制出图纸以展现不同的脊椎动物。例如鱼、鸟类与哺乳动物在受精后的几天及几周内,其头部、四肢及尾巴等处看起来是如此的相似。这一学说如今被认为过于笼统,且有失精确。但它依然能够凸显出一些有趣的观点,比如子宫中的胎儿首先在手部与足部发育出汗腺。
注:重演说,也被称为生物遗传学宪法。不同物种的早期胚胎发育为我们讲述了一个物种进化过程。鱼、鸟类与哺乳动物,在受精后的最初几周内有着许多相似之处。
另一个例子就是乳头。人类有两个乳头,许多哺乳动物长有很多乳头,分列两排,并分布于胸、腹部。在胎儿时期,人也有很多能生成乳头的组织,但大部分人还是只长出两个。而对于有些人来说,这种所谓退化并没有发生,因此他们可能会天生只有一个或更多的乳头。这些多出来的乳头通常会小于正常的乳头,并且会高于或低于正常乳头的位置。男性和女性的身上都可能发生这种事,而且并不稀奇。一些资料估算出,约有5%的人长有更多的乳头。它们中有一些会被误认为是痣,并且通常不会造成什么问题。对女性而言,乳头可能会长得更大,并且在青春期和妊娠期看起来更为明显。在这里顺便说一下,有的人曾建议,乳头应该被称为奶头。这有可能是为了避免与那些可由病毒引起的其他种类的疣状物产生混淆。
注:人体先天可能长有的多余乳头的排布示意。哺乳动物最初为许多乳房预留出了位置,但大部分人的多余乳房都在最初的胎儿时期完成了退化。
一个关于我们为什么长成了现在这副样子的经典问题是:“男人”为什么也长乳头?大部分人可能会以为男人的乳头是没有用的。这是因为在胚胎发育初期,所有胎儿在某种程度上,都是以女孩的形态存在。但在几周后,Y染色体的作用逐步显现,胎儿才因此“转变”成一个男孩。此时,乳头的发育早已经开始了,而身体显然不太愿意为让男人的乳头消退这件事而操心。这说明进化尚不完善。如果进化“消除”掉了男人的乳头,那么由此可能产生的后果就是有一些女人会天生没有乳头。那对于她的孩子来说简直是天大的坏消息。让男人长有乳头可能是因为他们长不长其实都没有关系,但这大大增加了“所有”女性都能长有乳头的可能性。
美国男演员迈克尔·贝里曼就是一个活生生的例子。他证明胎儿最初的皮肤发育自外胚层,并且是许多身体部位的发育起点。他患有一种罕见的疾病,这种疾病导致他先天没有汗腺、指甲和牙齿。这种疾病有一个令人费解的名字,叫作“无汗性外胚层发育不良症”(无汗性的意思是不能出汗)。贝里曼在恐怖电影中出演了各种特别的角色。人们是从《飞越疯人院》《隔山有眼》《星际迷航》《X档案》等影片开始知道他的。由于患有这种疾病,贝里曼相貌奇特,几乎没有头发,而且有一张很特别的面孔。患有这种疾病的人无法调节体温,在高温天气必须穿上湿的衣服以避免中暑。身体中的汗腺对维持稳定的体温起着至关重要的作用。贝里曼曾说,他其实更愿意成为一名厨师,但厨房里的高温意味着他不得不在职业的选择中退而求其次。于是他成了一名演员。