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先有雞還是先有蛋？動(dòng)物起源一直有一個(gè)千古之謎。
11月28日，從從中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所傳來確鑿答案：先有蛋。
據(jù)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所副研究員殷宗軍介紹，“先有蛋”這個(gè)答案的重要線索，來自于距今6.1億年的特異埋葬化石庫中的一類化石。該類化石名叫“籠脊球”。相關(guān)研究成果于2019年11月27日在線發(fā)表在《細(xì)胞》集團(tuán)子刊《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）上。
千古之謎
“先雞先蛋”一直無確鑿答案
殷宗軍介紹，動(dòng)物（特指后生動(dòng)物，即包括最簡(jiǎn)單的海綿動(dòng)物到最復(fù)雜的脊椎動(dòng)物在內(nèi)的所有多細(xì)胞動(dòng)物）無疑是整個(gè)地球生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的組成。作為動(dòng)物界的成員，人們對(duì)動(dòng)物究竟是何時(shí)并如何起源的抱有天然的好奇心，但直到今天，這仍然是演化生物學(xué)領(lǐng)域懸而未決的重大科學(xué)難題。
“現(xiàn)代動(dòng)物界包括三十多個(gè)動(dòng)物門類，已有研究表明它們擁有一個(gè)距今大約7億多年的共同祖先。”殷宗軍說，這一共同祖先由多細(xì)胞組成，而且細(xì)胞有功能分化，它是由更古老的單細(xì)胞祖先演化而來。然而，動(dòng)物單細(xì)胞祖先是何時(shí)以及如何演化成多細(xì)胞祖先的呢？這個(gè)問題一直沒有確鑿的答案。
籠脊球化石，a和b是裸露的標(biāo)本，囊包已丟失，c和d是保存了囊包的標(biāo)本，e和f是a和b的局部放大，顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。
籠脊球化石，a和b是裸露的標(biāo)本，囊包已丟失，c和d是保存了囊包的標(biāo)本，e和f是a和b的局部放大，顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。
化石作證
孵化雞的蛋6.1億年前已出現(xiàn)
最近，殷宗軍副研究員和朱茂炎研究員，與英國(guó)布里斯托大學(xué)、瑞典自然歷史博物館以及瑞士光源的同行合作，在貴州甕安生物群——一個(gè)距今6.1億年的特異埋藏化石庫中，找到了一類名叫“籠脊球”的化石，為回答這一問題提供了重要線索。
據(jù)殷宗軍團(tuán)隊(duì)對(duì)“籠脊球”化石研究發(fā)現(xiàn)，籠脊球整體呈球形，直徑不到1毫米，保存了精美的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
“我們像醫(yī)生給患者做CT掃描一樣，通過最先進(jìn)的超高分辨率同步輻射三維無損成像技術(shù)，重構(gòu)了數(shù)百個(gè)籠脊球標(biāo)本的立體結(jié)構(gòu)。”殷宗軍說，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，它們?cè)谝粋€(gè)充滿母源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的厚壁囊包中發(fā)育，不同標(biāo)本代表了不同的發(fā)育階段。重建的發(fā)育序列顯示，其發(fā)育過程非常類似動(dòng)物的單細(xì)胞近親（比如中生黏菌蟲ichthyosporeans），但比動(dòng)物的單細(xì)胞近親更為復(fù)雜的是，在胚胎發(fā)育過程中，它們出現(xiàn)了有規(guī)律的細(xì)胞遷移和重組，這些細(xì)胞行為和動(dòng)物原腸胚的細(xì)胞遷移重組行為非常類似，表明動(dòng)物胚胎特有的發(fā)育機(jī)制在動(dòng)物化石記錄大量出現(xiàn)之前至少4千多萬年就已經(jīng)準(zhǔn)備好了。
“如果我們將動(dòng)物比喻成一只雞的話，那么復(fù)雜的胚胎發(fā)育過程就是孵化出小雞的蛋，它橋接了動(dòng)物的單細(xì)胞祖先和動(dòng)物多細(xì)胞祖先之間的鴻溝。”殷宗軍說，籠脊球化石的發(fā)現(xiàn)恰恰就表明，孵化出動(dòng)物這只小雞的蛋在6.1億年前就已經(jīng)出現(xiàn)了。換言之，籠脊球化石記錄了動(dòng)物從單細(xì)胞祖先向多細(xì)胞祖先演化的關(guān)鍵一步，這一步為真正有細(xì)胞和組織分化的動(dòng)物的出現(xiàn)奠定了生物學(xué)基礎(chǔ)。
現(xiàn)今一些動(dòng)物胚胎在原腸胚期的發(fā)育過程，仍然展示了與籠脊球之間的高度相似性，比如一些水母和海膽的原腸胚。