11月28日,從從中國科學(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《細胞》集團子刊《當代生物學(xué)》(Current Biology)上。

　　中科院南古所科研人員展示籠脊球化石,您看見了么?

　　千古之謎

　　“先雞先蛋”一直無確鑿答案

　　殷宗軍介紹,動物(特指后生動物,即包括最簡單的海綿動物到最復(fù)雜的脊椎動物在內(nèi)的所有多細胞動物)無疑是整個地球生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的組成。作為動物界的成員,人們對動物究竟是何時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)代動物界包括三十多個動物門類,已有研究表明它們擁有一個距今大約7億多年的共同祖先。”殷宗軍說,這一共同祖先由多細胞組成,而且細胞有功能分化,它是由更古老的單細胞祖先演化而來。然而,動物單細胞祖先是何時以及如何演化成多細胞祖先的呢?這個問題一直沒有確鑿的答案。

　　籠脊球化石,a和b是裸露的標本,囊包已丟失,c和d是保存了囊包的標本,e和f是a和b的局部放大,顯示細胞結(jié)構(gòu)細節(jié)。

　　籠脊球化石,a和b是裸露的標本,囊包已丟失,c和d是保存了囊包的標本,e和f是a和b的局部放大,顯示細胞結(jié)構(gòu)細節(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)殷宗軍團隊對“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)百個籠脊球標本的立體結(jié)構(gòu)。”殷宗軍說,經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),它們在一個充滿母源營養(yǎng)物質(zhì)的厚壁囊包中發(fā)育,不同標本代表了不同的發(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(fā)育機制在動物化石記錄大量出現(xiàn)之前至少4千多萬年就已經(jīng)準備好了。

　　“如果我們將動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(fā)現(xiàn)恰恰就表明,孵化出動物這只小雞的蛋在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物從單細胞祖先向多細胞祖先演化的關(guān)鍵一步,這一步為真正有細胞和組織分化的動物的出現(xiàn)奠定了生物學(xué)基礎(chǔ)。

　　現(xiàn)今一些動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。