《自然》最新研究：单细胞生物揭示“先有蛋”新证据

《自然》最新研究：单细胞生物揭示“先有蛋”新证据

近日，《自然》杂志发布了一项令人瞩目的研究成果，为“先有鸡还是先有蛋”这一千古难题提供了新的线索。研究团队在一种名为Chromosphaera perkinsii的单细胞生物中，观察到了与动物胚胎发育惊人相似的细胞分裂方式。这一发现不仅颠覆了我们对生命起源的认知，也为生物学界提供了全新的研究视角。

Chromosphaera perkinsii是一种于2017年在夏威夷周围海洋沉积物中发现的单细胞物种，其在地球上的最早出现迹象可以追溯到10亿年前，远早于第一批动物的出现。研究团队通过时间分辨成像和转录物组学分析，发现这些细胞一旦达到最大尺寸，就会停止生长并开始分裂，形成多细胞群落。更令人惊讶的是，这些细胞分裂的方式以及它们采用的三维结构，与动物胚胎发育的早期阶段惊人相似。

图注：Chromosphaera perkinsii的多细胞发育图像。红色的是细胞膜，蓝色的是包含DNA的细胞核。

这一发现意味着，胚胎发育的机制可能在动物出现之前就已经存在。研究人员表示，这表明要么负责胚胎发育的遗传机制在动物生命出现之前就已经存在，要么多细胞发育机制在Chromosphaera perkinsii中独立进化了。换句话说，大自然早在“发明鸡”之前就拥有了“创造蛋”的遗传工具。

事实上，关于“先有鸡还是先有蛋”的争论，科学界已经进行了数十年的探索。

早在2008年，加拿大古生物学家就在研究中发现，小型肉食恐龙产下的类似鸟蛋的蛋是鸟类（包括鸡）的起源。通过对一个半米宽、重达50千克的巢穴和其中五枚卵蛋的研究，科学家们提出，恐龙首先建造类似鸟窝的巢穴，产下了类似鸟蛋的蛋，然后恐龙再进化成鸟类。这一发现支持了“先有蛋后有鸡”的观点。

然而，2010年英国科学家又提出了不同的看法。他们发现，鸡蛋的构造取决于在母鸡卵巢中发现的一种名为OC-17的蛋白质，这种蛋白质对蛋壳的形成至关重要。由于OC-17蛋白只能在鸟类的卵巢中生成，这似乎又暗示着“先有鸡后有蛋”。

这个问题之所以引起如此广泛的关注，不仅仅是因为其表面的趣味性，更因为它触及了生命起源和物种演化的根本问题。正如古希腊哲学家亚里士多德所言：“不可能有第一只产生鸟的蛋，因为那样就必须先有能生出这第一只蛋的鸟。” 这一悖论促使人们思考生命的起源和演化过程。

2019年，中国科学院南京地质古生物研究所的研究团队在贵州瓮安生物群中发现了6.1亿年前的“笼脊球”化石。这种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，表明动物的胚胎发育机制比动物本身更早出现。这一发现进一步支持了“先有蛋后有鸡”的观点。

图注：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。

综合当前的科学研究，从进化论的角度来看，蛋的发育机制可能更早出现。动物的胚胎发育遵循着一套复杂的遗传程序，这套程序在多细胞生物的演化过程中逐渐完善。无论是Chromosphaera perkinsii的发现，还是笼脊球化石的研究，都指向了一个结论：在动物出现之前，地球上已经存在类似于“蛋”的复杂胚胎结构。

然而，这个问题并没有绝对的答案。正如一位研究人员所说：“能够用一个于近年发现的物种来追溯10亿多年前的生命史，是一件非常神奇的事。” 这个问题将继续激发人们对生命起源和演化的思考，推动科学的不断进步。