先有雞還是先有蛋?動物起源一直有一個千古之謎。
11月28日,從從中國科學院南京地質古生物研究所傳來確鑿答案:先有蛋。
據中國科學院南京地質古生物研究所副研究員殷宗軍介紹,“先有蛋”這個答案的重要線索,來自於距今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”。相關研究成果於2019年11月27日線上發表在《細胞》集團子刊《當代生物學》(Current Biology)上。
籠脊球化石,a和b是裸露的標本,囊包已丟失,c和d是儲存了囊包的標本,e和f是a和b的區域性放大,顯示細胞結構細節。
化石作證
孵化雞的蛋6.1億年前已出現
最近,殷宗軍副研究員和朱茂炎研究員,與英國布里斯托大學、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。
據殷宗軍團隊對“籠脊球”化石研究發現,籠脊球整體呈球形,直徑不到1毫米,儲存了精美的多細胞結構。
“我們像醫生給患者做CT掃描一樣,透過最先進的超高分辨率同步輻射三維無損成像技術,重構了數百個籠脊球標本的立體結構。”殷宗軍說,經過研究發現,它們在一個充滿母源營養物質的厚壁囊包中發育,不同標本代表了不同的發育階段。重建的發育序列顯示,其發育過程非常類似動物的單細胞近親(比如中生黏菌蟲ichthyosporeans),但比動物的單細胞近親更為複雜的是,在胚胎髮育過程中,它們出現了有規律的細胞遷移和重組,這些細胞行為和動物原腸胚的細胞遷移重組行為非常類似,表明動物胚胎特有的發育機制在動物化石記錄大量出現之前至少4千多萬年就已經準備好了。
“如果我們將動物比喻成一隻雞的話,那麼複雜的胚胎髮育過程就是孵化出小雞的蛋,它橋接了動物的單細胞祖先和動物多細胞祖先之間的鴻溝。”殷宗軍說,籠脊球化石的發現恰恰就表明,孵化出動物這隻小雞的蛋在6.1億年前就已經出現了。換言之,籠脊球化石記錄了動物從單細胞祖先向多細胞祖先演化的關鍵一步,這一步為真正有細胞和組織分化的動物的出現奠定了生物學基礎。
現今一些動物胚胎在原腸胚期的發育過程,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。