先有鸡还是先有蛋?6.1亿年前化石给出答案!


先吃鸡肉还是鸡蛋?动物的起源一直是个谜。

11月28日,中国科学院南京地质古生物研究所给出了明确的答案:鸡蛋优先。

根据中国科学院南京地质古生物研究所副研究员尹宗俊的说法,“先有蛋”答案的重要线索来自6.1亿年前一个特殊埋藏化石库中的一种化石。这种化石被称为“笼脊球”。相关研究结果于2019年11月27日在线发布于《细胞》集团的附属出版物《当代生物学》 (CurrentBiology)。尹宗俊说:“永远的秘密”还没有明确的答案。动物(尤其是后生动物,即包括最简单海绵到最复杂脊椎动物在内的所有多细胞动物)无疑是整个地球生态系统不可或缺的组成部分。作为动物王国的一员,人们自然对动物的起源时间和方式感到好奇,但直到今天,这仍然是进化生物学领域尚未解决的一个重大科学问题。

“现代动物王国包括30多种动物。研究表明,他们有一个共同的祖先,可以追溯到大约7亿年前。”尹宗俊说,这个共同的祖先由多个细胞组成,细胞具有功能分化。它是从一个较老的单细胞祖先进化而来的。然而,动物的单细胞祖先是何时以及如何进化成多细胞祖先的?这个问题没有明确的答案。

凯奇脊球化石(Cage Ridge Ball Fossil),甲和乙是裸标本,蒴果已经丢失,丙和丁是保存有蒴果的标本,戊和己是甲和乙的局部放大图,显示细胞结构细节。

化石证词

孵出的鸡卵出现在6.1亿年前

最近,协理研究员尹宗俊和朱毛焰与布里斯托尔大学、瑞典自然历史博物馆和瑞士光源的同事合作,在贵州瓮安生物群中发现了一种名为“笼脊球”的化石,这是一种可以追溯到6.1亿年前的特别埋藏的化石库,为回答这个问题提供了重要线索。

根据尹宗俊团队对“笼脊球”化石的研究,笼脊球呈球形,直径小于1毫米,保存了一个精致的多细胞结构。

“我们通过最先进的超高分辨率同步辐射三维无损成像技术重建了数百个笼状脊柱球标本的三维结构,就像医生为病人做电脑断层扫描一样。”尹宗俊说,经过研究,发现它们是在一个装满母体营养物质的厚壁胶囊中发育的,不同的标本代表不同的发育阶段。重构的发育序列表明,其发育过程与动物单细胞亲属(如鱼鳞癣菌)非常相似,但比动物单细胞亲属更复杂的是,它们在胚胎发育过程中有规律的细胞迁移和重组。这些细胞行为与动物原肠胚非常相似,表明动物胚胎独特的发育机制是在大量动物化石记录出现之前至少4000万年准备好的。

“如果我们把动物和鸡相比较,那么复杂的胚胎发育过程就是孵化鸡的蛋,这就弥合了动物单细胞祖先和多细胞祖先之间的鸿沟。”尹宗俊说,笼脊球化石的发现只是表明孵出动物鸡的蛋出现在6.1亿年前。换句话说,笼脊球化石记录了动物从单细胞祖先进化到多细胞祖先的关键一步,这为具有真正细胞和组织分化的动物的出现奠定了生物学基础。

目前,一些动物胚胎在原肠胚阶段的发育过程仍显示出与笼脊球高度相似,如一些水母和海胆的原肠胚。