蛋生雞過程或揭開動物起源之謎

對于動物究竟何時并如何起源，人們抱有天然的好奇心。究竟是先有雞還是先有蛋，也始終是一個充滿爭議和趣味的話題。

近日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所發(fā)布一項研究成果，該所副研究員殷宗軍和研究員朱茂炎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，在我國貴州甕安生物群——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。

通過對這種生物形態(tài)的研究觀察，他們還原了原始“胚胎發(fā)育”的過程?！叭绻褎游锉茸饕恢浑u，那么這類化石就相當(dāng)于記錄了‘蛋生雞的過程?！币笞谲姳硎?，籠脊球化石為回答這一問題提供了重要線索。該成果近日在線發(fā)表于《細(xì)胞》子刊《當(dāng)代生物學(xué)》上。

現(xiàn)代動物界包括30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。這一共同祖先由多細(xì)胞組成，而且細(xì)胞有功能分化，它是由更古老的單細(xì)胞祖先演化而來。然而，動物單細(xì)胞祖先是何時以及如何演化成多細(xì)胞祖先的呢？這個問題一直沒有確鑿的答案。

2000年前后，甕安生物群成為國際學(xué)術(shù)界研究動物起源和早期發(fā)育的熱點?？茖W(xué)家在貴州甕安縣磷礦采區(qū)的埃迪卡拉紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)了大量動物化石（大約距今6.1億年前），為研究動物起源和早期演化過程，提供了獨一無二的實證記錄。

南京地質(zhì)古生物研究所副研究員殷宗軍所在的團(tuán)隊是國際上最早進(jìn)入這個領(lǐng)域的課題組之一。通過10多年的收集和研究，殷宗軍所在團(tuán)隊在貴州甕安生物群，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了233塊籠脊球化石標(biāo)本。這些化石保存非常精美，甚至保留了受精卵的細(xì)胞分裂過程。它們呈現(xiàn)了單細(xì)胞動物向多細(xì)胞動物過渡的各個形態(tài)，根據(jù)大數(shù)據(jù)集的分析，科學(xué)家找到了演變規(guī)律?；\脊球的發(fā)育過程非常類似動物的單細(xì)胞近親（比如中生黏菌蟲），但比動物的單細(xì)胞近親更為復(fù)雜的是，它們在胚胎發(fā)育過程中出現(xiàn)了有規(guī)律的細(xì)胞遷移和重組。

多細(xì)胞動物的出現(xiàn)是地球生命史上極為重要的里程碑事件。籠脊球的細(xì)胞遷移和重組，與動物原腸胚的細(xì)胞遷移重組行為非常類似。原腸胚是動物胚胎發(fā)育的一個重要階段，經(jīng)過原腸胚階段，分化的細(xì)胞才會產(chǎn)生器官和組織，最終才會成長為一個動物。

“要搞清楚動物如何演化，就得了解細(xì)胞分化的過程?；\脊球化石恰好記錄了動物從單細(xì)胞祖先向多細(xì)胞祖先演化的關(guān)鍵一步，這一步為真正有細(xì)胞和組織分化的動物的出現(xiàn)奠定了生物學(xué)基礎(chǔ)。”殷宗軍認(rèn)為，如果將動物比喻成一只雞的話，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(xì)胞祖先和動物多細(xì)胞祖先之間的鴻溝。而籠脊球化石的發(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。

◎ 來源|科技日報