T这就是希尔德·普罗斯霍尔德一直在等待的时刻。1921年，她通过台式显微镜观察，看到了一个软质的蝾螈胚胎。两天前受精后，这种发育中的生物，不比一粒沙子大，现在变成了一个由数千个基本上均匀的细胞组成的空心球体。然而，有一个团块开始向内移动，朝着球体的中心移动，Proescholdt发现它形成了一个酒窝，就像手指压在充气气球上留下的印记。
作为一名外科医生，她小心翼翼地挥动手术刀，引导一根细玻璃针穿过胚胎，雕刻出被称为背唇的酒窝。用微量移液管，她将切除的细胞添加到另一种蝾螈的幼胚中，在其背唇对面的位置，这样两个唇就像一对耳朵一样将小球框起来。然后，她轻轻地将移植的细胞和宿主细胞压在一个玻璃片下面，将它们浸入池塘水中，等待它们生长，希望她的嵌合创造能解开她那个时代最大的谜团之一：胚胎是如何变成动物的？
背唇提供了发育的指令，决定着周围细胞的命运。
19世纪早期的解剖证实，一个人的身体是由一个受精卵或受精卵发育而来的，而不是像一些科学家认为的那样，由一个微型的“预成形”生物发育而来。但是是什么促成了这种转变呢?随着受精卵分裂，产生几乎完全相同的细胞，每个克隆体必须弄清楚它最终会变成哪个组织或器官。它会变成皮肤吗?肠子吗?大脑重要吗?在从球体到蝾螈(或麻雀，或抹香鲸)的蜕变过程中，胚胎细胞必须了解它的成年身份。
Proescholdt正要找到它的老师。
T她是富商的女儿，前一年来到弗莱堡大学，在胚胎学家汉斯·斯佩曼(Hans Spemann)的指导下攻读博士学位。这是德国动荡的时期。1918年，第一次世界大战的结束引发了政治动荡，通货膨胀和食物配给也随之而来。有一年冬天，学生们几乎完全靠吃萝卜维生。
普罗肖尔特在大自然中找到了慰藉(校园紧邻黑森林)知识话语. 作为一个活跃的健谈者，她花了很长的时间讨论文学、哲学、艺术和科学。“我们更关心思考的食物，而不是我们身体的营养，”她的朋友兼板凳搭档维克多·汉堡尔后来写道。
后来，当她在Spemann实验室的第一个项目变得枯燥乏味时，她感到灰心丧气。当她的男性同事们在研究与Spemann在早期胚胎发育方面的开创性工作有关的问题时，他让她复制了一个鲜为人知的、已有几十年历史的实验。18世纪末，法国博物学家亚伯拉罕·特伦布利(Abraham tremblley)声称，当他把一条长蛇(一种类似美杜莎的无脊椎动物)从里到外翻转时，它的内部变成了外部，反之亦然。Proescholdt的任务是验证这是真的。
“毫无疑问，speman对女性有偏见，”遗传学家Salome Waelsch在1992年写道。1928年，当沃尔什作为研究生加入他的实验室时，他同样让她做了一项“枯燥的描述性研究……这将为一个年轻人非常激动人心的实验问题提供必要的基础。”
由于无法复制Trembley的结果，Proescholdt变得越来越沮丧。最后，在他也没能让九头蛇合作之后，斯佩曼让她参与他最重要的实验之一。
长期以来，科学家们一直怀疑一些细胞可以告诉其他细胞要变成什么样子。
这是近20年研究的高潮。早在20世纪初，斯贝曼就发现，他可以用一个小套索来控制一个小胚胎的生长，这个套索是由人的头发制成的，他从他的女婴的头上剪下的。她的头发很细，斯宾曼只要把套索拉紧，就能把胚胎一分为二。在此过程中，他观察到了两种可能的结果。
当套索穿过胚胎中形成背唇的部分，使每半个胚胎得到相等的部分时，两只蝾螈就形成了同卵双胞胎。在所有其他情况下，只有包含大部分或全部背唇的那一半长成了成人，而另一半则变成了血块和内脏，斯佩曼称之为“腹部”
他的结论是，胚胎的发育一定是由背唇决定的。起初，他以为这个组织只是按照某种未知的细胞程序的指令，长成了蝾螈的典型特征。然后在1919年，他收到了一位同事的来信，他提出了另一种解释:背唇本身提供了发育的指令，决定了周围细胞的命运。早在十年前的1909年，胚胎学家埃塞尔·布朗(Ethel Browne)在哥伦比亚大学(Columbia University)攻读研究生时就发现，水螅体内的一小群细胞形成了自己的形态。也许脊椎动物的胚胎是通过类似的方式生长的。
正是这一理论在1921年被Proeschold用来检验。通过将一个物种（其细胞为白色）的背唇移植到另一个物种（其细胞为棕色）的胚胎上，她可以追踪这些不同颜色组织的命运。像斯佩曼最初推测的那样，白色细胞的背唇会变成蝾螈的特征吗？或者它会像他的同事和布朗的研究所说的那样，招募宿主的棕色细胞来完成自己的任务？
这工作很辛苦。Proescholdt使用简陋的工具，在没有抗生素的情况下避免感染，眼睁睁地看着一个接一个的移植物无法起作用，或者连体细胞死亡。5月的一天，一个胚胎存活了下来。在手术后的三天里，这个由两个背侧的嘴唇(一个白色，一个棕色)组成的小圆球已经成长为一对腹部相连的暹罗双胞胎蝌蚪。
在显微镜下，Proescholdt可以看到移植的背唇(白细胞)只形成了最近的双胞胎的一些肌肉和其他支持组织。它身体的其余部分——头部、大脑、脊髓、肾脏——来自宿主胚胎(棕色细胞)。斯佩曼的同事是对的:背唇是胚胎的工头。斯佩曼称之为“组织者”。
在两年多的时间里，Proescholdt进行了259次试验，重复了5次这个结果，足以在1924年发表。令她恼火的是，斯佩曼坚持要在论文上加上自己是第一作者，尽管他的男学生喜欢单独署名。他后来因这一发现获得了诺贝尔奖;普罗埃舍尔特在60多年的时间里几乎被人遗忘。
T与此同时，他的研究组织者声名鹊起，然后又声名狼藉。长期以来，科学家们一直怀疑一些细胞能够告诉其他细胞该变成什么——这个过程被称为诱导。例如，发育中的青蛙眼睛中的细胞将与周围的皮肤组织结合，形成一个光学透镜。但是，在斯佩曼的劝告下，普罗肖尔特在背唇上发现了感应的缩影。这里有一群微小的细胞，它们可以指导动物的形成，包括有史以来最巴洛克的系统:中枢神经系统。
但它是如何工作的呢?如果组织者给胚胎细胞下达前进指令，它会说什么语言?生物学家开始寻找组织者的分子信使:一种可以解释其独裁影响的化学物质。搜索队遍布全球。美国生物学家罗斯·格兰维尔·哈里森(Ross Granville Harrison)写道，这个两栖动物的胚胎已经成为“新的育空地区，热切的矿工们正争先恐后地去那里挖金矿。”
然而，一次又一次，挖掘者们都一无所获。加州大学伯克利分校的遗传学家理查德·哈兰德说:“(组织者)保持着这种神秘的地位。”“这是生物学中让人们感到非常困惑的问题之一。”更让人困惑的是，研究人员发现，一个残疾或死亡的组织者，虽然不能构建一个完整的有机体，但仍然可以从胚胎细胞中诱导出神经组织。即使是不相关的物质——沙子、粘土、松节油、煮豚鼠肝或小牛睾丸——也能起作用。
科学家们现在知道，由于神秘的原因，蝾螈的组织对任何外部干扰都特别敏感，这也是胚胎学家转而研究非洲爪蛙等其他模式生物的部分原因。但在斯佩曼那个时代，没人知道这一点。到20世纪30年代末，他的许多同行开始怀疑组织者的权力。后来，第二次世界大战爆发了，最后一批在德国的组织者的冠军都逃了出来。
加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)的胚胎学家艾迪·德·罗伯蒂斯(Eddy De Robertis)还记得在上世纪70年代读研究生时了解斯皮曼的工作。他说，他的教授们告诉他，斯佩曼对组织者的痴迷使发育生物学领域倒退了50年。“这被认为是一件完全荒谬的事情，”他说。
当斯佩曼于1941年去世，享年72岁时，这位组织者几乎也去世了。
一个为了Proescholdt，她嫁给了斯佩曼的助手奥托·曼戈尔德，并以他的名字命名。1924年春天，希尔德25岁时，这对年轻夫妇带着他们刚出生的儿子搬到了柏林。到了9月，组织者的报纸付印时，她已经死了。
有关她死亡的公开报道称这是一场意外——煤气炉故障引发的厨房火灾。伦敦大学学院(University College London)的发展生物学家克劳迪奥·斯特恩(Claudio Stern)从曼戈尔德(Proescholdt)的朋友、同时代的莎乐美·韦尔什(Salome Waelsch)那里听说了这个故事。
60年来，曼戈尔德的遗产一直与她一同埋葬。1988年，她的前实验室伙伴、80多岁的著名生物学家维克多·汉堡(Viktor Hamburger)出版了一本回忆录，讲述了他在斯皮曼实验室的时光以及他与曼戈尔德的友谊。“与她同时代的人很少还活着，”他写道。“作为其中一个很了解她的人，我觉得我应该把她从遗忘中拯救出来。”
“很多人都读过那本书——非常精彩，”德罗伯蒂斯说。他认为汉堡不仅复活了曼戈尔德的名字，也让科学家们对组织者产生了兴趣。Spemann和他的同代人没能找到它那难以捉摸的化学信号。但是现在，有了现代基因工具，De Robertis和他的同事认为他们可能会有更好的运气。
他的实验室在1990年取得了第一个突破。“我太高兴了，我跳到了长凳上，”De Robertis说。他的团队已经锁定了一种叫做goosecoid这意味着该基因产生的蛋白质可能是“组织者”化学工具包的一部分。为了找到答案，德·罗伯蒂斯的学生肯·周(Ken Cho)进行了注射goosecoid复制到一只青蛙的胚胎中，就在它的背唇对面——也就是普罗肖尔特放置组织移植的地方。三天后，Cho和De Robertis正在观察连体双胞胎蝌蚪。组织者不再只是一块神秘的组织——它有分子身份。
但goosecoid不是一个人干的。在过去的二十年里，德·罗伯蒂斯和其他研究人员已经揭示了一个组织基因网络，这些基因共同产生一种信号蛋白混合物，以不同的浓度在胚胎中扩散。“细胞沿着这个梯度运动并获得各种指令，”De Robertis说。“我们称之为位置信息。”信号的强度决定了细胞核中哪些基因被开启或关闭，从而告诉细胞它将成为哪种类型的组织或身体部分。
科学家们仍在努力破译这种化学对话。然而，有一点是明确的，没有它，动物王国就不会存在:无论是蝾螈胚胎还是人类胎儿，都只不过是血淋淋的“腹部碎片”。正如罗伯特所说，如果你让组织者噤声，“你就失去了一切。”
亚历克斯·莱利是一名自由撰稿人，科学和自然作家，常驻伦敦。他的作品已被出版永旺,NOVA接下来,BBC和其他媒体。在推特上通过@riley\uuu alex关注他。
*这张照片是从哈兰,R。名人堂简介:追踪Spemann的组织者的血统。发展135, 3321 - 3323(2008)。
