这是你宝宝的4D影像
你怀的是同卵双胞胎
双胞胎是自然界中 最接近复制人的成品
他们相同的基因结构
是人类繁殖的奇妙处之一
双胞胎的相似处令人惊愕
即便一出生就分离的 同卵双胞胎
往往也过着极相似的生活
做同样的工作 拥有同样的品味和嗜好
但同卵双胞胎也有 出乎我们意料之处
基因科学的进步
揭示同卵双胞胎 没有我们想象中相似
利用尖端4D子宫超音波扫描
合乎科学的高精确度视觉特效
及特别拍摄的显微画面
我们将揭露双胞胎 胎儿发育期间不为人知的过程
"子宫内日记" ============ 记录片之家倾情奉献 http://www.jlpzj.com/ 本字幕仅供学习交流，严禁用于商业用途 ============ 摘订、时间轴：hongjinw@jlpzj.com 2010-5-25
"同卵双胞胎篇"
在这个多数人是 单胞胎的世界里
同卵双胞胎激发我们的想象力
但对科学家来说
最有趣的并非他们的相似处
而是他们之间的差异
他们长得不像
但这两个男孩是同卵双舱胎
他们出生时体重差异极大
像他们这样 生理差异极大的双胞胎
为科学家带来大好的机会
可揭露有关人类特性的事实
例如指纹、智能、疾病 甚至还有性取向
和所有人一样
同卵双胞胎一开始 只是一个单细胞
名为合子的受精卵
这个细胞内有23对染色体
即紧密聚集在一起的基因串
一组是来自母亲的卵子
另一组则来自父亲的精子
这些染色体一同构成 人类新生命的基因蓝图
"第1天"
在受精数小时之后
这个细胞和里头的染色体
展开一趟非凡之旅
细胞沿着输卵管前往子宫
现在单细胞开始分裂
先是分裂成2，再来分裂成4
跟着又分裂成8
所有细胞皆是彼此的复制品
这些迅速繁殖的细胞叫做胚胞
自然界中最惊人的繁殖异常 有时会在此时发生
偶尔会发生的某种神秘现象
这种现象直至最近才有人目睹
在受孕数天后
胚胞自行分裂成二
每个新胚胞 是由相同的染色体组构成
染色体携带排列相同的基因
这两个胚胞现在有可能发育成 同卵双胞胎
胚胞如何分裂及分裂的原因
是繁殖学上最大的谜题
但在2007年
胚胎学家在实验研究 26个胚胎时
首度目睹这个现象
胚胞的外膜叫做透明带
里头的衬里叫滋养层
厚度仅一个细胞层的滋养层
最后变成胎盘
滋养层里有内细胞群
这些胚胎干细胞 最后会变成胎儿
在长达4天的期间
胚胎学家注意到某个细胞与 滋养层膜的接合处
会定期变弱
令液体得以渗出
导致滋养层塌陷
就像一个装满水的气球
跟着滋养层会自行修复
但有两个卵子令胚胎学家看见 不曾有人见过的情形
膜塌陷之后
内细胞群分成两团
每一团会在滋养层再次膨胀时
分别附着在滋养层的不同侧
这些细胞团若能在子宫内发育
它们最后会变成同卵双胞胎
由于源于同一个受精卵
难怪多数同卵双胞胎长大后 身体表征依旧相似
基因不仅会影响我们的长相
还会影响个性和喜好
令人个性浮夸而害羞
喜欢喝咖啡而非喝茶
喜爱平淡的生活或渴望实验
双胞胎往往不仅外表相似
53岁的丹尼斯和戴维赫雷拉
是来自加州的同卵双胞胎
高中毕业后 他们进入洛杉矶警局当警察
由于他们一起长大
他们上同一所学校 拥有共同的朋友
因此很难断定是基因或养育 影响他们对职业的选择
为了解基因对于 我们做人生选择有多大的影响
科学家研究出生即分离 在不同环境长大的同卵双胞胎
达夫妮和芭芭拉 在婴儿时期就分离
之后两人有40年没有往来
她们分别在 两个很不一样的家庭中长大
一位由科学家抚养 另一位是由会政府园丁抚养
但她们俩有许多惊人的共通处
而这一切可能不是巧合
她们俩都在14岁停止求学
她们都在16岁时开始谈恋爱
她们都在20出头时 嫁给青梅竹马
两人在相同年纪时经历流产
但都在20出头时生子
两人皆对血液和坠落 有着莫名的恐惧
她们俩初次在 火车站月台碰面时
穿着几乎一模一样的衣服
她们之间的相似度令人瞩目
她们显示基因会强力影响 我们的人生与个性
但我们即将明白
同卵双胞胎之间的差异 才最有可能推动科学进步
并解决存在已久的 先天与后天之争
这对双胞胎 于2006年出生时
健康的杰克体重有两公斤半
他的双胞胎弟弟汤姆 体重却只有半公斤多
他们是同卵双胞胎
因此医生无法理解 他们为何会有这么大的差异
为寻找答案
医生研究 他们出生前共有的环境
子宫
"第5天"
到了第5天
两个同卵胚胞已进入子宫
此刻它们面临长达9个月 历程中最重要的事件
这件事可能严重影响 它们在子宫内和出生后的命运
他们出生时
杰克的体重是两公斤半
他弟弟汤姆只有半公斤重
但他们是同卵双胞胎 且出生时间只相隔数分钟
拥有相同基因的双胞胎 外表为何会相差这么大？
原因可能不是出在 他们的DNA
而在于他们共享的环境 子宫内所发生的事
第一件，也是最重要的事件 是着床
"第6天"
到了第6天左右
胚胞必须在子宫壁上着床
固定好位置以便展开 接下来250天的成长
但时机很重要
双胞胎将仰赖胎盘 供应氧气和营养
但要等胚胞着床后 胎盘才会开始形成
因此在着床前就分裂的胚胞
会各自拥有一个胎盘
但在着床后才分裂的胚胞 必须共用一个胎盘
共用胎盘可能导致一个胎儿
获得的养分比另一个少
因此这个胎儿的生长速度 会慢许多
这种状况叫做 选择性子宫内胎儿生长迟滞
也有少数几个例子是 同卵双胞胎各自拥有一个胎盘
却还是出现这种症状
同卵双胞胎杰克和汤姆 就是其中之一
早在他们出生前就已发生的事 导致他们的体重大不相同
但这些事件 可能影响他们一辈子
"第3周"
胚胞着床之后
胚胎会迅速成长
到了第3周结束时
胎儿已出现身体雏形
胚胎已很像人体雏形
只是完全未受到 皮肤和骨头的保护
干细胞从一边流过
它们的命运 是由发育诱导组织安排
心脏是最早成形的器官之一
在此之前 心脏只是一团肌肉细胞
接着在第22天左右
这团处于休眠状态的肌肉细胞 有一个会自发性地收缩
进而引发连锁反应
相邻的细胞一个接着一个地 开始收缩
直到整条脉管开始搏动
两个大小如别针头的小小心脏 同时跳动
双胞胎胚胎拥有 数目大约相同的细胞
相同的DNA
但居然已开始有差异
性格是天生的 还是受到后天的影响？
为什么会有些人会生病
有些却有免疫力？
我们的肤色是从何而来？
为什么有些人是同性恋 有些却是异性恋？
这些问题的答案 没有我们之前以为的那么简单
蕾米和姬安是异卵双胞胎
两个精子分别为 两个卵子授精的结果
两个女孩的父母是混血儿
混血儿生下的孩子 通常长得像混血儿
但也有例外的时候
混血儿拥有混合的基因组
同时拥有 较浅肤色和较深肤色的基因
蕾米是带会生下 深肤色后代基因的精子
替带相同基因的卵子 授精的结果
姬安是带会生下 浅肤色后代基因的精子
替带相同基因的卵子 授精的结果
结果是产生双胞胎
但这对双胞胎长得很不一样
蕾米和姬安让我们明白 双胞胎常会打破我们的预期
但她们并非唯一的例子
2001年
一对双胞胎刚出生时 看似一男一女
经仔细检查之后
原来其中一名婴孩同时拥有 男性和女性生殖器
这个婴孩是雌雄同体
科学家认为这是两个精子 同时替一个卵子授精的结果
其中一个精子带女性染色体
另一条则带男性染色体
卵子发育成 同时带男性和女性细胞的胚胞
接着卵子进行分裂
两个新细胞去掉多余的染色体
以致一个胚胞同时具备 男性和女性细胞
这个胚胞跟着又分裂 形成双胞胎
因偶然其中一个胚胞 有较多带男性染色体的细胞
进而发育成男孩
另一个则拥有相同数目的 男性和女性染色体
导致孩子出生后 同时具备男性和女性生殖器
这项发现令人吃惊
这对双胞胎介于同卵双胞胎 和异卵双胞胎之间
是全世界唯一 半同卵双胞胎的例子
我们习以为常的简单分类法 正在崩解
我们因而能更深入了解双胞胎 甚至所有人是如何发育成长
"第5周"
到了5周大时
同卵双胞胎胚胎开始成形
胚胎弯成C形
看出胚胎已具备头和尾郎
以及心脏和脊柱
还有刚开始长出来的小肢芽
此时的胚胎和任何脊椎动物 几乎没有差异
这对仅1公厘半长的脆弱生物
即将展开重要的脑部发育
发育满5周算是一个单程碑
同卵双胞胎 可能在尚未出生的此时
发展出重大差异
萨尔索和希苏斯是同卵双胞胎
他们一起长大
长大后 他们的外貌依旧相似
但他们的喜好和兴趣 开始出现差异
萨尔索对舞蹈 和学术生涯感兴趣
希苏斯则喜爱运动
这对兄弟之间最惊人的差异
是穿黑衣的萨尔索是同性恋
同卵双胞胎拥有不同性取向
恰好提供科学家机会
研究在科学界 引发最多争议的问题
同性恋是天生的吗？
萨尔索和希苏斯 由相同父母抚养
并在同一个家庭长大
他们必然是在相同环境下
度过个人成长的关键时刻
就一般大众来说
一个人成为同性恋的机率 不到5％
除非你有一个同性恋双胞胎
那样你成为同性恋的机率较高
你们若是异卵双胞胎 共有一半相同的基因
那你也是同性恋的机率 有近25％
你们若是同卵双胞胎 两人基因完全相同
那你也是同性恋的机率 大约有50％
这意味着基因会影响 我们的性取向
然而问题不全然出在基因上
否则所有同卵双胞胎
会是两个都是同性恋 或两个都是异性恋
这其中肯定也牵涉到其它因素
所有胎儿在头几周的 发育情形相同
若无变化，所有人都会是女性
带男性Y染色体的胎儿 大约会在第6周时形成睪丸
跟着睪丸会开始产生睪固酮
到了第8周时 睪丸开始分泌睪固酮
这可能会影响早期脑部发育
这种荷尔蒙会使身体 具备男性特征
睪固酮也会使脑部男性化
连下视丘也会受到影响
下视丘是 掌控性取向的组织之一
有些科学家认为 下视丘接触到越多睪固酮
胎儿将来越有可能 倾向于喜欢女性
偶尔男性胎儿 产生的睪固酮量可能不足
或者脑部没吸收到 足够的睪固酮
无法使胎儿长成异性恋
这套理论如果正确
那么身为同性恋的萨尔索
可能有吸收到足够的睪固酮 可使身体具男性特征
但却不足以令脑部发生变异
因此他对男性有情欲
虽然仍有诸多谜团
但这类双胞胎起关键作用
告诉科学家我们的性取向 是如何于何时开始发展
到了第8周
同卵双胞胎已完成
胚胎时期的发育
现在改称为胎儿
这个词源于 拉丁语中的"后代"
这对双胞胎安全地 待在自己的囊内
但共用一个胎盘
他们大概再过两百天就会出生
现在他们的成长速度加快
"第13周"
到了第13周
他们开始比较像人类
他们的双眼距离拉近
头部和身体其余部位的比例 也变得比较和谐
妊娠第一期也在此时结束
多数孕妇会在这时候 首次接受超音波检查
超音波扫描员检查 胎儿正常发育的基本迹象
这是你宝宝的4D影像
他们是同卵双胞胎
超音波扫描员只看见一个胎盘
这表示双胞胎绝对是同卵
你看只有一个胎盘 类似T型剖面
证明你怀的是同卵双胞胎
他们几时会开始有互动？
我们差不多可以看到 他们在动了
从此刻起 母亲将受到更严密的监测
双胞胎早产的机率较大
肺部等器官尚未发育完全 可能会引发并发症
这类并发症使得自然产 变得更加危险
因此双胞胎剖腹产的机率 比单胞胎多大约5成
扫描的时间点 标示妊娠第二期的开始
在介于第12至20周的 妊娠第二期
胎儿不仅会急速成长 所有部位也会展开大幅发育
譬如脑部结构 及脸部特征的精细化
到了这个阶段末期
胎儿依然非常小 但几乎已发育成形
他们非常相似
但新研究指出在早期发育时
同卵双胞胎可能已有所不同
他们出现细微的变化
这些改变会随着 年龄的增长变得更明显
负责这项变化的机制
是整个人类发育成长中 最复杂又有趣的过程
"第15周"
他们从受孕到出生的这段历程
已过了15周
同卵双胞胎头一次动了
他们开始互动
并用手脚探索周围环境
还会相互触摸，甚至亲吻
他们的母亲到了怀孕后期
会感受到双胞胎 在子宫内感受到的踢动
他们有时看似好斗
有时又近乎关怀彼此
他们长得完全相似
但看不到的影响 可能已开始发挥作用
这些影响会微妙地改变 他们发育中身体内的基因表现
同卵双胞胎杰克和汤姆 现在已有17个月大
杰克比汤姆高8公分
体重也比汤姆多4公斤
他们在2006年出生时
医生认为他们的体型 和体重之所以有差异
是因为吸收到的营养 或流入子宫的血液有限
他们预期 汤姆会追上哥哥的体型
但一年半之后
他们在研究汤姆 是否罹患一种基因疾病
叫做罗素西弗氏症
一种发育迟缓的疾病
这种疾病的导因之一
可能是第11号染色体内的 生长基因出问题
科学家不解为何只有汤姆得病 他哥哥却没有
毕竞同卵双胞胎拥有相同基因
这类基因谜团帮助我们了解
科学仅知皮毛的表观基因体学
这门正在发展的生物学
也许能解释汤姆和杰克等 双胞胎为何会有明显差异
表观基因体学揭露 他们的DNA码虽然相同
但DNA码可能起不同作用
人类的基因组约有 2万5千个基因
每个基因各具备特定功能
例如产生能量或指示细胞分裂
遗传学家正在研究 基因组以往不为人知的一面
叫表观基因体
有一组化学物的作用有如开关
可启动或关闭个别基因
其中一个开关 是靠DNA甲基化来运作
这项过程导致细胞内的酵素 附着在微小的分子化合物上
一个甲基对一个基因
这种化合物可关闭该基因 有时也可启动该基因
但基因会继续存在
细胞的DNA图谱不会改变
这或许能解释同卵双胞胎 杰克和汤姆之间的差异
早期细胞发育时的 一些不明环境因素
导致甲基附着在 汤姆其中一条染色体的基因上
这个基因与发育有关
发育基因依旧存在
但却遭到关闭
研究汤姆和杰克 这些双胞胎令人不解的现象
遗传学家终于开始慢慢解开 有关人类基因组的谜团
这是同卵双胞胎的染色体图
左边是他们3岁时的情形
右边是他们50岁时的情形
红色区块代表50多年来 他们染色体甲基化次数的增加
我们知道抽烟、饮食 和接触化学物
可能会终生严重影响 基因的运作
令人震惊的是
我们不仅在一生当中 会受到不同环境的影响
连在子宫里时也一样
荷尔蒙、空间、营养质量
全会对同卵胚胎造成不同影响
连共用一个胎盘的 同卵胚胎也一样
在发育早期启动和关闭基因
或许能解释 许多影响所有人的命运转折
为什么有人会罹病 有人却不会
表观基因体作用可能也对 决定性取向起重大作用
性偏好若与某个不明基因有关
或许表观基因体抑制 或启动这个基因
可决定性偏好
这些基因开关或许能解释
为何双胞胎有一个吸收到的 睪固酮较多
以致一个成为同性恋 另一个则是异性恋
事情越来越明显
我们的健康、个性、喜好 甚至还有外表
并非单纯是基因或环境所造成
而是先天和后天 交互影响的结果
表观基因体作用是两者之间的 有形生物连结
最令人惊讶的是
有新研究宣称 基因表现的这些细微变化
可代代相传
但不影响基本的DNA
在研究瑞典北部某偏远地区的 出生和死亡登记册时
研究人员注意到一个特殊现象
有一代曾经历饥荒的男孩
孙子都比较长寿
另一方面
孩童时期衣食无缺的男孩后代
罹患糖尿病和心血管疾病的 机率较高
死亡率也较高
饥荒的影响力 在男孩开始产生生殖细胞
即产生精子的年纪时特别强
看来饥荒或饱餐 会直接细微改变
这些生殖细胞的基因结构
他们透过精子
将与营养有关的基因 遗传给后代
越深入探索表观基因体 隐密的世界
我们越明白 我们不仅仅是基因的产物
我们可能甚至有能力操控 我们和我们后代基因的命运
方法是透过生活方式选择 如抽烟、饮食和运动
同卵双胞胎之所以独特 对基因学又有帮助
是因为他们的基因组 百分之百吻合
至少我们是这么以为
如今强大的新DNA技术 披露不同的事实
我们才刚开始了解这方面的事
妊娠第二期快结束时
双胞胎要接受第2次扫描
检查四肢和眼睛等 外部特征发育的情形
另外还要检查重要器官 是否有缺陷
双胞胎大约有20公分长
小到能放在手掌心上
于怀孕20周接受扫描时
多数妈妈会知道 自己怀的是男孩或女孩
在怀孕第11至12周时 即可做性别鉴定
但于怀孕4个月时做的扫描 结果较为确定
扫描结果显示 这对双胞胎是男孩
"第24周"
双胞胎已发育24周
他们的母亲现在能感受到 他们的踢动
子宫内兴起一场空间之战
进行扫描可揭露这场斗争
或许还能瞥见 胎儿显现他们的个性
超音波研究 加上观察出生后的双胞胎
可揭露早期胎儿 害羞或个性外向的行为
一项有关异卵双胞胎的 研究显示
较害羞的胎儿 偶尔会紧握住他的脐带
甚至还会舔脐带
他的姐姐则伺机抓他 踢他和推他
有趣的是 这种行为模式会延续到出生后
到了4岁时
双胞胎中害羞的那一个 仍展现出腼腆的行为
他较外向的姐姐 则会抓他、跟他玩
看来我们的个性 可能是从子宫内就开始形成
自怀孕第29周起
胎儿开始像新生儿
他们的体脂肪迅速增加
他们的骨骼虽已发育完成 但仍十分柔软易弯折
他们的头发变得浓密
手指甲也长到指尖
此时双胞胎的指纹已有差异
表观基因体变化已影响 掌控指纹的基因
两人的指纹差异会越来越明显
指尖发育时 接收血管送来的血液
这会造成指尖肿胀
进而形成独特指纹
从胎盘流入 其中一个胎儿的血液若是受限
血液可能不会流入手指 和其它肢端
这个胎儿的指纹比另一个 有更多斗型纹
我们可借由指纹断定 孩子成年后的心脏健康状况
斗型纹越多 将来心脏出问题的机率越大
从受精卵一分为二的那一刻起
基因码因受到各种影响 以致同卵双胞胎之间出现差异
这些差异会随着时间 变得越来越明显
我们一向以为 同卵双胞胎的DNA相同
但2007年的一项发现 震惊科学界
研究人员着手研究 双胞胎最令人不解的异常现象
为什么其中一个 会罹患遗传疾病
另一个却不会
他们选择研究帕金森氏病症
因为这种疾病的导因 较可能是自发性基因突变
而非遗传因素
科学家检验 19对双胞胎的基因
其中9对 仅一人出现基因变异的迹象
他们想打破认为同卵双胞胎 拥有相同基因的普遍看法
他们的分析确实显示 双胞胎分别拥有不同的基因数
基因通常有两份
分别遗传自父亲和母亲
但这项研究显示 同一基因可能只有一份
也可能超过三份
这种叫做复制数变异的现象
会彻底改变基因的功能
并可能导致双胞胎之一罹病 另一个却没事
这在我们对于疾病的了解 和双胞胎的研究上
是一项重大突破
因为这项发现指出 同卵双胞胎的基因
并非百分之百吻合
同卵双胞胎的定义需要修改
因为技术的进步证明
所有同卵双胞胎皆会发生 微小却重要的变化
同卵双胞胎接近足月了
他们之间的基因 已出现些微差异
这些差异可能导致他们的未来 大不相同
但他们须先面对在子宫中 漫长历程的最危险阶段
分娩
在怀孕35周时
"第35周"
双胞胎已发育完全
他们有头发、睫毛、指甲
还能张开和闭上眼睛和嘴巴
子宫内变得有些拥挤
双胞胎各约两公斤重
他们的体重 比一般单胞胎少1/3
但他们一同对子宫造成 极大的压力
双胞胎常在怀孕第37周 尚未足月时早产
我们的双胞胎将在 怀孕第35周时进行剖腹产
约有一半的双胞胎 是以剖腹产方式出生
因为自然产下两个宝宝 极度困难又有危险
为了确保安全
他们的接生团队 人数比平常要多
妇产科医师迅速划开第一层膜
接着又划开第二层
剖腹产通常会快速进行 以降低并发症的机率
他将手伸入子宫
然后抱出第一个婴儿
婴儿呼吸第一口气
然后健康地放声大哭
连接胎盘的脐带 他过去35周来的生命线
终于被割断
医生迅速寻找他的双胞胎弟弟
少了双胞胎哥哥挡路 他很快也跟着出来
他也是头部先出来
生产结束后
妇产科医师不一定看得出 双胞胎是同卵或异卵
我们的双胞胎共用一个胎盘
这明确显示他们是同卵双胞胎
同卵双胞胎若各有一个胎盘 偶尔会发生这种情形
那只能靠DNA分析进行确认
历经一趟不寻常的历程之后
两个繁殖奇迹 平安来到这个世界上
他们外貌相似
但我们现在知道他们有差异
245天前一个受精卵分裂
形成两个同卵胚胎
从那一刻起 他们便踏上不同的路途
营养或空间不均等
接触到的荷尔蒙量不同
超基因图谱的小小改变
甚至基因组的些微差异
全共同创造出 微妙却明显的差异
现在双胞胎即将展开 下一阶段的人生旅程
随着他们的成长 加上遭遇不同的经验和影响
他们之间的差异会逐渐加大
这些差异让我们更有机会解答
一些与人类最深切有关的问题
有关同卵双胞胎的研究
使我们更明白 每个人之所以独一无二
是基因构造与环境 先天与后天交互影响的结果
这方面的研究 对于我们如何过生活
做了深入详尽的推断