先有雞還是先有蛋?動物的起源多年來一直是個謎。
11月28日,中國科學院南京地質古生物研究所給出了明確的答覆:雞蛋第一。
據中國科學院南京地質古生物研究所副研究員尹宗軍介紹,“雞蛋優先”這一答案的重要線索來自於6.1億年前一個專門埋藏的化石庫中的一類化石。這塊化石被稱為“籠脊球”。相關研究成果於2019年11月27日線上發表於細胞集團子公司《當前生物學》。
你看到中國科學院南谷研究所的研究人員展示的籠狀脊椎球化石了嗎?
時代之謎
“先有雞”還沒有定論。
尹宗俊介紹,動物(尤其是後生動物,即包括最簡單的海綿到最複雜的脊椎動物在內的所有多細胞動物)無疑是整個地球生態系統不可或缺的組成部分。作為動物王國的成員,人們自然對動物是何時、如何起源的充滿好奇,但直到今天,這仍然是進化生物學領域尚未解決的重大科學問題。
“現代動物界包括30多個動物綱,研究表明,它們在大約7億年前有一個共同的祖先。”尹宗俊說,這個共同的祖先是由許多細胞組成的,細胞具有功能分化。它是從古老的單細胞祖先進化而來的。然而,動物單細胞祖先是何時、如何進化成多細胞祖先的?這個問題還沒有明確的答案。
籠球化石,A和B是裸標本,包膜已經丟失,C和D是儲存標本,E和F是A和B的區域性放大圖,顯示了細胞結構的細節。
籠球化石,A和B是裸標本,包膜已經丟失,C和D是儲存標本,E和F是A和B的區域性放大圖,顯示了細胞結構的細節。
化石證據
孵化的雞蛋出現在6.1億年前。
近日,副研究員尹宗軍、朱與布里斯托大學、瑞典自然歷史博物館、瑞士光源等單位的同事,在貴州甕安生物群中發現了一種6.1億年前的特殊埋藏化石庫,名為“籠脊球”的化石,為回答這一問題提供了重要線索。
根據尹宗俊團隊對“籠脊球”化石的研究,發現籠脊球整體呈球形,直徑小於1毫米,儲存了精美的多細胞結構。
“我們透過最先進的超高分辨率同步輻射三維無損成像技術,重建了數百個籠式脊柱球標本的三維結構,就像醫生為患者做CT掃描一樣。”尹宗軍說,經過研究發現,它們是在充滿母體營養的厚壁膠囊中發育的,不同的標本代表了不同的發育階段。重構的發育序列表明,其發育過程與動物單細胞親緣種(如粘菌屬魚卵)非常相似,但比動物單細胞親緣種更復雜。在胚胎髮育過程中,它們有規律的細胞遷移和重組,這些細胞行為與動物原腸胚非常相似,表明動物胚胎獨特的發育機制至少是在大量動物化石記錄出現前4000萬年就準備好的。
“如果我們把動物比作雞,那麼複雜的胚胎髮育過程就是孵化雞的卵,這就架起了動物單細胞祖先和動物多細胞祖先之間的橋樑。”尹宗俊說,籠脊球化石的發現恰恰說明,從這種動物身上孵化出來的小雞的卵出現在6.1億年前。換句話說,籠子裡的地球儀記錄了動物從單細胞祖先進化到多細胞祖先的關鍵一步,這為具有真正分化的細胞和組織的動物的出現奠定了生物學基礎。
現如今,一些動物胚胎在原腸胚期的發育仍表現出與籠養棘高度相似,如一些水母和海膽的原腸胚。