Если наш организм зародился путем деления одной клетки, то почему клетки различны по внешнему виду?

В самом начале развития эмбриона яйцеклетка, не увеличиваясь в размерах, быстро совершает несколько (у млекопитающих обычно 6) половинных делений. Возникает клеточное образование, состоящее из 64 клеток, которое называется бластулой. Все клетки с виду одинаковые и содержат одинаковый набор генов. Но уже на этой стадии между клетками существует асимметрия, что обычно связано с различной концентрацией каких-то веществ в разных частях первоначальной яйцеклетки или с различными физическими условиями внутри каждой клетки (например, разная температура) . У плацентарных асимметрия вообще возникает естественным путём — когда бластула внедряется в слизистую матки, часть клеток контактируют с маткой, а часть находятся снаружи.

Так вот, из-за этой асимметрии одна из клеток выделяется из общей массы и становится инициатором процесса развития. Она начинает выделять вещество, которое по межклеточному пространству достигает других клеток. Понятно, что в окрестностях инициатора концентрация этого вещества наиболее высокая, а чем дальше от него, тем меньше. В зависимости от концентрации и этого вещества в клетках активизируются одни гены и блокируются другие. В итоге в разных клетках запускаются разные процессы, которые приводят к тому, что из разных клеток развиваются разные органы и ткани.

Аналогично действуют гены на других уровнях. Если первоначальный инициатор осуществляет деление всего тела в целом на сегменты (голова, грудь, брюшной отдел, хвост) , то инициатор в конечности разбивает, скажем, переднюю конечность на плечо, предплечье, запястье и пальцы, а инициатор в кисти делает нужное количество пальцев.