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先有鸡还是先有蛋?这得从恐龙说起……

创作时间:
作者:
@小白创作中心

先有鸡还是先有蛋?这得从恐龙说起……

引用
1
来源
1.
https://worldscience.cn/c/2024-05-12/647354.shtml

"先有鸡还是先有蛋?"这是一个由古希腊哲学家亚里士多德提出的经典悖论。从哲学角度,这个问题似乎没有答案,因为鸡由蛋孵化而来,蛋又由鸡所产,形成一个无限循环。然而,从生物学和演化科学的角度来看,这个问题的答案却是清晰且令人着迷的。

首先,我们需要明确这里的"鸡"指的是人类驯化的家鸡。家鸡的驯化始于约8000年前的东南亚地区,最初用于仪式,后来发展出斗鸡、宠物鸡以及现代的蛋鸡和肉鸡品种。

从演化生物学的角度来看,我们可以将第一只"鸡"定义为第一只鸟类。鸟类的演化始于侏罗纪时期,最早的鸟类被认为源自兽脚亚目恐龙的演化支,即近鸟类。始祖鸟是这一演化过程中的重要过渡物种,生活在约1.5亿年前。

6600万年前,小行星撞击地球导致恐龙灭绝,但有4种早期鸟类谱系幸存下来,它们分别演化为现代的四大鸟类谱系:地走鸟类(如鸵鸟)、水禽、地栖鸟类(如鸡形目)以及占现存鸟类95%的"现代鸟类"。

现有证据表明,包括始祖鸟在内的绝大多数恐龙都是通过下蛋方式繁殖后代。因此,从这个意义上说:先有蛋,后有鸡,而且鸡的祖先的蛋比鸡早出现至少近2亿年

2019年,科学家在阿根廷、中国和南非发现了有1.95亿年历史的恐龙蛋化石,这是目前已知最古老的恐龙蛋化石,来自体长4~8米的蜥脚类恐龙。

但这种比较方式显然对鸡不太公平。因此,我们不妨换个角度思考:人类发现的第一颗卵(受过精的那种)来自何方,人类发现的第一个能产卵的动物又生于何时?

科学家认为,地球上第一个单细胞生物由海洋孕育,后来多个单细胞簇集结合,形成了第一个多细胞动物。虽然科学家无法通过化石或时光机认识第一个动物的样貌,但可以通过研究其后代来接近其原貌。

2023年,科学家在《自然》杂志上发表文章,称已确定栉水母就是另一支谱系 "始祖"的后代。鉴于迄今发现的最古老海绵化石来自8.9亿年前,而最古老栉水母化石只有5.25亿年历史,且二者都能进行有性生殖、产生受精卵,因此从考古层面看,8.9亿年前的海绵应被视作"第一只鸡"

迄今发现的最古老受精卵(胚胎)化石来自我国贵州瓮安地区的陡山沱组地层内,名为笼脊球(Caveasphaera),估计约有6.09亿年历史,由著名古生物学家肖书海团队发现并于2000年撰文报道。后续研究表明,它很可能就是某种未蛋生的早期动物。

研究人员使用 X 射线纳米断层扫描技术来展示笼脊球如何在包膜内发育;它看起来非常像胚胎。我们不妨就把它视为"第一个蛋"。如此看来,鸡在蛋先。

在上述比较中,我们将蛋等同于卵,这个操作会被演化生物学家鄙视,因为蛋获得了脊椎动物演化史上最革命性的特征——它是羊膜卵。不同于鱼类和两栖类必须产在水里、只有一层简单胚膜的卵,羊膜卵还具备三层外胚胎膜,包括外层的绒毛膜和内层的羊膜,以及尿囊膜,羊膜将胚胎包裹在充满液体的腔内,保护其免受机械损伤和干燥,绒毛膜利于气体交换,尿囊膜(和尿囊)既帮助胚胎呼吸,又存储其代谢废物。

鸡蛋是羊膜卵,蛇蛋和鸭嘴兽蛋也是,发育出胎盘的人类胚胎同样是一种羊膜卵。能以羊膜卵孕育后代的动物叫作羊膜动物。目前学界推测最早期羊膜动物是约3.4亿年前的Casineria Kiddi——状若小蜥蜴,由两栖爬行动物演化而来。

在演化生物学领域,“先有鸡还是先有蛋”等同于“先有羊膜卵还是先有羊膜动物”。关于羊膜卵的演化,学界存在两种假说:

一种是陆地起源说:陆生脊椎动物祖先原本生活在水里或水陆两栖,后来选择将卵产在陆地区域,为适应陆地环境,羊膜卵逐渐形成,成为动物离水登陆的关键。这就是所谓的先有蛋后有鸡。

另一种延长胚胎体内发育(EER)假说则认为,羊膜动物的祖先先脱离了水环境,在适应陆地环境过程中,演化出了保留胚胎于体内直至其发育到一定阶段方才产卵或胎生的能力——为便于胚胎与母体进行物质交换,精妙的羊膜卵应运而生。这便是先有鸡后有蛋。

2023年,南京大学姜宝玉团队联合国外科学家,报道了关于一块产于1.2亿年前地层内的羊膜动物胚胎化石的研究。该生物属于离龙类——一类已绝灭的、演化位置有争议的半水生双弓爬行动物。过往工作已证明离龙类普遍以胎生,即延长胚胎体内发育的方式繁殖,但难以确定它们可否归为羊膜动物;而姜宝玉等人的分析显示,胚胎标本处于发育晚期,其骨化特征属于典型的羊膜动物模式。

离龙类化石

综上,这个离龙类胚胎化石成为了EER假说,即“先有鸡后有蛋”的重要案例。当然,如作者团队所言,新论文是一项探索性工作,“只说明了传统的陆地起源假说并非铁板一块”,关于先有鸡还是先有蛋的争论和探究还将继续……

本文原文来自世界科学网

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