心脏为什么长在左边？

袁越

“出门向左转，沿着大街一直向前走就到了。”

这是一句很常见的指路语，我们每个人大概都说过。可是你有沒有想过，对方是如何知道哪边是左的？

这不是抬杠，而是发育生物学必须回答的一个很重要的问题。众所周知，所有高等动物都始于一只受精卵，我们可以把它想象成一个圆球，没有左右之分。之后这个受精卵开始分裂，形成复杂的胚胎。人类胚胎发育前期都是左右对称的，直到第六周的时候，未来将会发育成心脏的那根管子才开始向左弯曲，然后胃和肝脏分别向身体中轴线的两侧漂移，大肠则在右侧长出一个阑尾，再后来肺部也分出了左右，右肺长出三个肺叶，左肺只长出两个。但是，肾脏和女性卵巢等少数器官却没有区别，依然左右对称。

这个过程听上去很简单，可是这些不同的器官是如何知道自己该往哪里长的呢？答案比你想象的要复杂得多。

从数学上讲，任何一个三维物体的前两维都是不需要参照系就可以建立起来的。让我们想象一个圆球，随便找出一点当作头，对应的部位就是尾，这很容易理解。接下来，我们再任意找出一点当作正面，对应的一侧就是反面，这也毫无问题。但是第三维就不那么容易建立了，如果没有参照系的话，我们是无法确定左右的。

为了说明这一点，请把自己想象成一个圆球，身处一个左右完全对称的物体内，请问你将如何知道自己是在左侧还是右侧呢？事实上，如果没有其他参照物（比如自己的手）的话，这是一个不可能完成的任务。

别小看这个问题，对于一个正在发育阶段的胚胎来说，这可是个大麻烦。如果一个胚胎内的细胞分不清左右，只能随机地选择身份的话，那么我们人类将有一半心脏在左，另一半心脏在右。事实显然不是这样，这说明胚胎细胞以某种神秘的方式判断出了自己所在的位置。

当然了，科学是不承认“神力”的，既然大部分人的心脏长在左侧，这就说明生命找到了一个合适的参照系。

研究发现，在人类胚胎发育到第六周之前，虽然看上去仍然是左右对称的，但实际上胚胎左右两边的分子构成已经出现了差异，而这种差异是由一个名为“节点”的小装置实现的，它就像一个小坑，位于胚胎的中轴线上。坑内有几百个微小的纤毛，以每秒大约10圈的速度顺时针转动。这个小坑并不是垂直向上的，而是向胚胎的尾部倾斜。于是，随着纤毛的转动，胚胎细胞周围的液体便开始从右向左流动，导致左右两侧出现了差异。事实上，日本科学家去年在《自然》杂志上发表过一篇论文，发现只需要两根纤毛的转动就足以导致胚胎左右不对称了。

研究不对称发育的机理除了理论上的意义外，在临床上也有价值。我们都听说过“反转人”，他们体内的脏器位置和正常人正相反。如果全部脏器都反转了倒也没有问题，可不少人发生了不完全反转，也就是心脏和其他脏器的步调不一致。一旦出现这种情况，病人很可能有生命危险，必须提早预防。

（本文选自：视野 2020年02期）