“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”

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现代快报(记者阿里亚/文顾炜/摄影)，鸡先还是蛋先？ 这个问题困扰了很多人。 6亿1千万年前的贵州瓮中，残留着笼脊球这块化石。 笼球化石记录了动物从单细胞祖先向多细胞祖先进化的重要一步，该化石的发现表明，类似动物胚胎的卵出现在6亿1千万年前。 中国科学院南京地质古生物研究所的相关研究成果于11月27日在线发表在《细胞》组子刊《现代生物学》( current biology )上。

笼球:在贵州瓮安生物群中发现的难化石

瓮安生物群埋藏在岩石中，在化石中的残留形式都是磷化后的三维立体标本。 瓮安生物群中残留着大量的胚胎化石，或者动物的蛋。 这些动物的胚胎化石保留得非常美丽，受精卵的细胞分裂过程也保存了下来。 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。 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该行业的课题组之一。 在那里，他们发现了大量的笼脊球化石。

据殷宗军称，笼脊球化石为球形，直径小于1毫米。 由于外表极其不规则和奇怪，许多人怀疑它不是化石。 要说为什么，那是因为长期以来一直被科学家忽视。

2007年，研究小组发现了200人的笼脊球化石。 这些化石不仅外表更有规律，而且留下了完美的细胞结构。 全部由细胞组成，细胞和细胞之间紧密相连。 就像被特定的蛋白质束缚一样，这是其他低等生物没有的。 殷宗军表示，这类化石表明不是某种生物的零件，而是单独的个人。 因此，他们意识到了这些化石的重要性。

2007年，为什么到了2019年才公布研究成果？ 因为这些化石标本太小了。 直径在0.5-0.8毫米之间，大约有一粒沙子那么大，细胞会变得更小。 殷宗军说，为了注意这些化石，需要医院的ct扫描仪这样先进的设备，当时没有那样的条件。

于是，研究到了今年才真正展开。 研究小组去了瑞士最大的科学研究机构。 在这里，他们花了一年的时间，用x射线超高分辨率显微断层扫描技术扫描了233个标本。 之后的两年，研究小组分解并研究笼脊球化石。

令人惊讶的是，6亿年前的化石揭示了动物起源的奥秘

多细胞动物的出现是地球生命史上极其重要的改革创新。 动物多细胞化后，会发生细胞的分化行为，最终实现内脏器官和其他组织的出现。 目前生物圈动物界包括30多个动物门类，研究表明它们拥有距今约7亿多年前的共同祖先。 它的共同祖先由多细胞组成，细胞有功能分化，由更古老的单细胞祖先进化而来。

但是，动物单细胞的祖先是在什么时候、怎么进化成多细胞的祖先的呢？ 自从达尔文时代提出这个问题以来，就没有确切的答案。 笼球化石的出现为回答这个问题提供了重要线索。

我们重建了数百个笼脊球标本的立体结构，发现它们在充满母源营养物质的厚壁包中发育，不同的标本代表不同的发育阶段。 进一步研究表明，胚胎发育过程中出现了规律的细胞迁移和重组。 殷宗军解释说，原肠胚是动物胚胎发育的重要阶段。 经过原肠胚阶段，细胞发生分化和重组后产生器官和组织，最终成长为动物。

我们研究的这些细胞行为和动物原肠胚的细胞迁移重组行为很相似。 这表明动物胚胎这样的发育机制在6亿年前就已经存在了，但4000万年以后，动物在地球上大量出现。 殷宗军说，要知道动物是如何进化的，就必须知道细胞分化的过程。 笼球化石准确地记录了动物从单细胞祖先向多细胞祖先进化的重要一步，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。 他说，更完善的进化过程有待于越来越多的化石证据的揭示。

那么，这项研究与先有鸡还是先有蛋的千古谜题有什么关系呢？ 殷宗军说，如果把动物比喻成鸡，许多复杂的胚胎发育过程就是孵化小鸡的蛋，架起了动物单细胞祖先和动物多细胞祖先之间的鸿沟。 笼球化石的发现表明，孵化的动物这种小鸡蛋出现在6亿1千万年前。