Среди метаболических процессов, протекающих в зародышах, нам не известно ни одного, который позволил бы провести четкую границу между зародышами и взрослыми организмами.
С другой стороны, у отдельных видов животных в ходе развития в яйцах и зародышах происходят закономерные изменения характера метаболизма. Оплодотворение обычно сопровождается резким изменением интенсивности дыхания. У многих видов потребность в энергии сначала удовлетворяется в основном за счет запасов углеводов, затем белков и еще позднее — жиров. Собственно говоря, наблюдать корреляцию изменений метаболизма с основными событиями в развитии — это единственное, что мы в состоянии сделать в настоящее время. Наши знания о роли этих процессов в дифференцировке и морфогенезе пока еще очень скудны.
Иногда все же можно установить связь между химическими процессами у зародышей на более поздних стадиях развития или у личинок и их биологией. Например, головастики лягушек, живущие в воде, могут обильно выделять мочу, поскольку им не грозит опасность высыхания. Головастики извлекают из этого определенную пользу, выделяя большую часть азота (примерно 80%) в виде аммиака, вещества настолько токсичного, что его концентрация в тканях и в моче не должна превышать определенного очень низкого уровня. По-иному обстоит дело у взрослых лягушек, которые живут на суше. Теперь для них приобретает большое значение проблема сохранения воды, что делает невыгодным выделение большого количества разбавленной мочи. У них более 80% азота выводится в виде мочевины, которая гораздо менее токсична и может без вреда для организма концентрироваться в тканях и моче.
Мы не столь уверены в правильности интерпретации, которую предлагают для объяснения процесса замены гемоглобинов, происходящей у человека при переходе от внутриутробной к постнатальной жизни. В состав молекулы гемоглобина входят полипептидные цепи двух типов — по две каждого типа. Из этих четырех цепей две а-цепи одинаковы как для гемоглобина плода, так и для гемоглобина взрослого организма, а их партнеры различны: две у-цепи гемоглобина плода по своей структуре отличаются от p-цепей гемоглобина взрослого организма. Это и в самом деле продукты разных генов. Большая часть молекул гемоглобина плода содержит у-цепи, однако по мере развития образуется все больше молекул, характерных для взрослого животного. Через несколько месяцев после рождения количество гемоглобина, характерного для плода, резко снижается; обычно его остается менее 1%. Гемоглобины плода и взрослого животного различаются по ряду физических и химических свойств; полагают, что эти различия позволяют молекулам гемоглобина функционировать в разных условиях.
Это еще раз напоминает нам, что зародыши в состоянии решать метаболические проблемы иначе, чем их решают взрослые животные. Справедливо также, что части одного и того же зародыша могут различаться по тем или иным показателям метаболизма — дыханию, активности ферментов, чувствительности я агентам, которые, как полагают, оказывают какое-то действие на специфичные метаболические процессы. Анализ таких различий, в частности у зародышей морского ежа, ясно показал, что они связаны со свойствами развивающихся клеток. Однако как осуществляется эта связь — предстоит еще выяснить.