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先有鸡还是先有蛋?动物起源一直有一个千古之谜

作者:admin     发布日期: 2019-11-29     二维码分享

11月28日,从从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。该类化石名叫“笼脊球”。相关研究成果于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。

千古之谜

“先鸡先蛋”一直无确凿答案

殷宗军介绍,动物(特指后生动物,即包括简单的海绵动物到复杂的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中不可或缺的组成。作为动物界的成员,人们对动物究竟是何时并如何起源的抱有天然的好奇心,但直到今天,这仍然是演化生物学领域悬而未决的重大科学难题。

“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。

化石作证

孵化鸡的蛋6.1亿年前已出现

zui近,殷宗军副研究员和朱茂炎研究员,与英国布里斯托大学、瑞典自然历史博物馆以及瑞士光源的同行合作,在贵州瓮安生物群——一个距今6.1亿年的特异埋藏化石库中,找到了一类名叫“笼脊球”的化石,为回答这一问题提供了重要线索。

据殷宗军团队对“笼脊球”化石研究发现,笼脊球整体呈球形,直径不到1毫米,保存了精美的多细胞结构。

“我们像医生给患者做CT扫描一样,通过zui**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。”殷宗军说,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。重建的发育序列显示,其发育过程非常类似动物的单细胞近亲(比如中生黏菌虫ichthyosporeans),但比动物的单细胞近亲更为复杂的是,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。

现今一些动物胚胎在原肠胚期的发育过程,仍然展示了与笼脊球之间的高度相似性,比如一些水母和海胆的原肠胚。

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