先有鸡还是先有蛋?11月28日,中国科学院南京地质古生物研究所传来确凿答案:先有蛋。
据中国科学院南京地质古生物研究所副研究员殷宗军介绍,“先有蛋”这个答案的重要线索,来自于距今6.1亿年的特异埋葬化石库中的一类化石——“笼脊球”。
中科院南古所科研人员展示的笼脊球化石
据殷宗军团队对“笼脊球”化石研究发现,“笼脊球”化石直径为0.5至0.8毫米,大约相当于一粒沙子大小。
化石虽然小,但保留了精美的多细胞结构,研究发现,它们在胚胎发育过程中出现了有规律的细胞迁移和重组。
“先鸡先蛋”一直无确凿答案
“现代动物界包括三十多个动物门类,已有研究表明它们拥有一个距今大约7亿多年的共同祖先。”殷宗军说,这一共同祖先由多细胞组成,而且细胞有功能分化,它是由更古老的单细胞祖先演化而来。
然而,动物单细胞祖先是何时以及如何演化成多细胞祖先的呢?这个问题一直没有确凿的答案。
笼脊球化石,a和b是裸露的标本,囊包已丢失,c和d是保存了囊包的标本,e和f是a和b的局部放大,显示细胞结构细节。
孵化鸡的蛋6.1亿年前已出现
殷宗军说,我们像医生给患者做CT扫描一样,通过最先进的超高分辨率同步辐射三维无损成像技术,重构了数百个笼脊球标本的立体结构。
经过研究发现,它们在一个充满母源营养物质的厚壁囊包中发育,不同标本代表了不同的发育阶段。
在胚胎发育过程中,它们出现了有规律的细胞迁移和重组,这些细胞行为和动物原肠胚的细胞迁移重组行为非常类似,表明动物胚胎特有的发育机制在动物化石记录大量出现之前至少4千多万年就已经准备好了。
“如果我们将动物比喻成一只鸡的话,那么复杂的胚胎发育过程就是孵化出小鸡的蛋,它桥接了动物的单细胞祖先和动物多细胞祖先之间的鸿沟。”殷宗军说,笼脊球化石的发现恰恰就表明,孵化出动物这只小鸡的蛋在6.1亿年前就已经出现了。
换言之,笼脊球化石记录了动物从单细胞祖先向多细胞祖先演化的关键一步,这一步为真正有细胞和组织分化的动物的出现奠定了生物学基础。
目前,相关研究成果已经于2019年11月27日在线发表在《细胞》集团子刊《当代生物学》(Current Biology)上。