蛋生鸡过程或揭开动物起源之谜

对于动物究竟何时并如何起源，人们抱有天然的好奇心。究竟是先有鸡还是先有蛋，也始终是一个充满争议和趣味的话题。

近日，中国科学院南京地质古生物研究所发布一项研究成果，该所副研究员殷宗军和研究员朱茂炎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，在我国贵州瓮安生物群——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。

通过对这种生物形态的研究观察，他们还原了原始“胚胎发育”的过程。“如果把动物比作一只鸡，那么这类化石就相当于记录了‘蛋生鸡的过程。”殷宗军表示，笼脊球化石为回答这一问题提供了重要线索。该成果近日在线发表于《细胞》子刊《当代生物学》上。

现代动物界包括30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。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。

2000年前后，瓮安生物群成为国际学术界研究动物起源和早期发育的热点。科学家在贵州瓮安县磷矿采区的埃迪卡拉纪地层中发现了大量动物化石（大约距今6.1亿年前），为研究動物起源和早期演化过程，提供了独一无二的实证记录。

南京地质古生物研究所副研究员殷宗军所在的团队是国际上最早进入这个领域的课题组之一。通过10多年的收集和研究，殷宗军所在团队在贵州瓮安生物群，陆续发现了233块笼脊球化石标本。这些化石保存非常精美，甚至保留了受精卵的细胞分裂过程。它们呈现了单细胞动物向多细胞动物过渡的各个形态，根据大数据集的分析，科学家找到了演变规律。笼脊球的发育过程非常类似动物的单细胞近亲（比如中生黏菌虫），但比动物的单细胞近亲更为复杂的是，它们在胚胎发育过程中出现了有规律的细胞迁移和重组。

多细胞动物的出现是地球生命史上极为重要的里程碑事件。笼脊球的细胞迁移和重组，与动物原肠胚的细胞迁移重组行为非常类似。原肠胚是动物胚胎发育的一个重要阶段，经过原肠胚阶段，分化的细胞才会产生器官和组织，最终才会成长为一个动物。

“要搞清楚动物如何演化，就得了解细胞分化的过程。笼脊球化石恰好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。”殷宗军认为，如果将动物比喻成一只鸡的话，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。而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。

◎ 来源|科技日报