1.胚胎发育和细胞分化：临界点转变

一旦卵子和精子细胞融合在一起，细胞分裂过程大约在一天后开始（见图5-1）。受精细胞迅速分裂成两个在基因上相同的细胞，即彼此完全相同的副本，具有相
同的基因蓝图。大约一天后，两个新细胞再次分裂，我们会有4个副本，然后是8个，16个，在很短的时间后，胚胎作为相同细胞的一个细胞群而形成，这些细胞在外部并没有差异。
让我们将时间快进9个月。你出生了，从一个小小的细胞群变成了一个（几乎）完整的人体。让我们再等你长大成年，现在的你由大约100万亿个单独的细胞组成。这100万亿细胞中的每一个细胞（除了少数例外）都始终包含你的基因蓝图的完整副本，即基因组。但你并不是一个巨
大的细胞群，恰恰相反，你有人体器官，包括大脑、心：肺、骨骼、血液和结构。你的身体由大约300种不同的细胞类型组成。
    人体细胞中有神经细胞、血细胞、各种皮肤细胞、脂肪细胞（通常太多入肌肉细胞（通常太少）。不同的细胞类型具有非常不同的功能和完全不同的形状。例如，单个神经细胞（大脑和脊髓中有约1000亿个）具有复杂的形状。传递电脉冲的轴突是神经细胞的延伸，最长可达1米，直径约为10微米（如果轴突像花园浇水软管一样粗，那么它会长达3千米）。神经细胞的寿命很长，在生长成熟后，许多神经细胞会终生固定停留在神经系统中。运输氧气的红细胞则要简单得多。形状呈凹陷的球型，非常小，寿命短，只有约100天，然后就会死亡，并被骨髓中干细胞制造的新细胞所取代。但是红细胞流动性很强，每隔60秒，红细胞就会在你的身体里循环一圈。血细胞和神经细胞具有相同的基因蓝图，但它们却如此不同。这怎么可能？在胚胎发育过程中，所有这些不同的细胞都从小细胞群中产生，并且自行构造成为一个完整的新生儿。