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先有雞還是先有蛋?6.1億年前化石給出答案:先有蛋

來源:封面新聞 責任編輯:admin 發表時間:2019-11-28 17:54 

 (原標題:先有雞還是先有蛋?6.1億年前化石給出答案:先有蛋)

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”。相關研究成果于2019年11月27日在線發表在《細胞》集團子刊《當代生物學》(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領域懸而未決的重大科學難題。

“現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,顯示細胞結構細節。

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,保存了精美的多細胞結構。

“我們像醫生給患者做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,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復雜的是,在胚胎發育過程中,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只雞的話,那么復雜的胚胎發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,孵化出動物這只小雞的蛋在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。

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