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视频|先有鸡还是先有蛋?6亿年笼脊球化石揭示动物起源之谜

2019-12-02

现代快报讯(记者 阿里亚/文 顾炜/摄)到底是先有鸡仍是先有蛋?这个问题困扰了很多人。在6.1亿年前的贵州瓮安生物群中,保存了一类名叫笼脊球的化石。笼脊球化石记录了动物从单细胞先人向多细胞先人演化的要害一步,该化石的发现标明,相似动物胚胎的“蛋”在6.1亿年前就现已呈现了。中国科学院南京地质古生物研讨所的相关研讨成果于11月27日在线宣布在《细胞》集团子刊《今世生物学》(Current Biology)上。

笼脊球:贵州瓮安生物群中发现的疑问化石

瓮安生物群埋藏在岩石中,化石在其间的保存方式均为磷酸盐化的三维立体标本。瓮安生物群保存了很多的胚胎化石,或称为动物的“蛋”。这些动物胚胎化石保存十分精巧,乃至保留了受精卵的细胞分裂进程。2000年前后,瓮安生物群成为世界学术界研讨动物来源和前期发育的热门。南京地质古生物研讨所副研讨员殷宗军地点的团队是世界上最早进入这个范畴的课题组之一。在那里,他们发现了很多的笼脊球化石。

殷宗军说,笼脊球化石呈球形,直径不到1毫米。因为“表面”极端不规则且奇怪,很多人置疑它并不是化石。因而,它长期以来都被科学家所忽视。

2007年,研讨团队共发现了200余枚笼脊球化石。这些化石不只“表面”更规则,还保存了完好的细胞结构。“它全部是由细胞组成的,并且细胞与细胞之间紧密连接。像是被特定的蛋白质绑在一同相同,这是其他低等生物所没有的。”殷宗军说,研讨标明,该类化石是独自的个别,而不是某个生物的“零部件”。由此,他们意识到这些化石的重要性。

2007年发现,为什么到了2019年才宣布研讨成果?“原因便是这些化石标本真实太小太小了。它们的直径在0.5-0.8毫米之间,大约相当于一粒沙的巨细,细胞就更小了。”殷宗军说,要调查这些化石,需求有像医院里的CT扫描仪相同的先进设备,而其时并没有这样的条件。

所以,研讨直到2015年才真实展开。研讨团队前往瑞士最大的一个科研机构。在这里,他们花了一年时刻,使用X射线超高分辨率显微断层成像技能扫描了233个标本。之后两年,研讨团队都在分析研讨笼脊球化石。

一举成名,6亿年前的化石提醒动物来源之谜

多细胞动物的呈现是地球生命史上极为重要的改造事情。动物多细胞化今后,才有细胞的分解行为,终究会完成器官以及其他安排的呈现。如今生物圈中的动物界包含三十多个动物类别,已有研讨标明它们具有一个距今大约7亿多年的一起先人。这一一起先人正是由多细胞组成,并且细胞有功用分解,它是由更陈旧的单细胞先人演化而来。

可是,动物单细胞先人是何时以及怎么演化成多细胞先人的呢?从达尔文年代提出这个问题以来,一向没有确凿的答案。笼脊球化石的呈现为答复这一问题供给了重要头绪。

“咱们重构了数百个笼脊球标本的立体结构,发现它们在一个充溢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。进一步研讨显现,它们在胚胎发育进程中呈现了有规则的细胞搬迁和重组。”殷宗军解说说,原肠胚是动物胚胎发育的一个重要阶段。通过原肠胚阶段,细胞发作分解和重组后才会发生器官和安排,终究才会生长为一个动物。

“咱们研讨的这些细胞行为和动物原肠胚的细胞搬迁重组行为十分相似。这说明,相似动物胚胎的发育机制在6亿年前就现已有了,可是直到4000万年今后,动物才在地球上很多呈现。”殷宗军说,要搞清楚动物怎么演化,就得了解细胞分解的进程。笼脊球化石刚好记录了动物从单细胞先人向多细胞先人演化的要害一步,这一步为真实有细胞和安排分解的动物的呈现奠定了生物学根底。他标明,更完好的演化进程有待更多化石依据的提醒。

那么,该项研讨跟“先有鸡仍是先有蛋”这个千古谜题有什么关系呢?殷宗军说,假如将动物比方成一只鸡的话,杂乱的胚胎发育进程便是孵化出小鸡的蛋,它桥接了动物的单细胞先人和动物多细胞先人之间的距离。而笼脊球化石的发现恰恰就标明,孵化出动物这只小鸡的蛋在6.1亿年前就现已呈现了。

修改:廖玺娇 审编:GJL



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