先有雞，還是先有蛋？這真是困擾人類的兩大終極問題！

保存了囊包的籠脊球化石   

最近，中科院南京地質(zhì)古生物研究所與英國、瑞典、瑞士學(xué)者合作，在甕安生物群中發(fā)現(xiàn)一類6.1億年前的胚胎化石“籠脊球”，記錄了動(dòng)物從單細(xì)胞祖先向多細(xì)胞祖先演化的關(guān)鍵一步，被科學(xué)界普遍認(rèn)為，或?qū)⒊蔀榻忾_這一謎團(tuán)的鑰匙。

“蛋”先出現(xiàn)4000多萬年

11月28日，此項(xiàng)發(fā)表在國際知名期刊《當(dāng)代生物學(xué)》上的相關(guān)成果，一時(shí)引起多方關(guān)注。據(jù)介紹，此次成果為在貴州甕安生物群中發(fā)現(xiàn)的胚胎化石“籠脊球”，是迄今人類發(fā)現(xiàn)最古老的與動(dòng)物相關(guān)的胚胎化石，為揭開動(dòng)物起源之謎提供了重要新線索。

含有化石的巖石 

參與整個(gè)采集及研究過程的中科院南京地質(zhì)古生物研究所副研究員殷宗軍告訴記者，已有的研究表明，地球上所有的動(dòng)物都有一個(gè)共同的祖先，這個(gè)祖先出現(xiàn)大約在6-7億多年前。但這樣一個(gè)共同的祖先，其實(shí)是由一個(gè)單細(xì)胞生命演化出來的。從單細(xì)胞的祖先到多細(xì)胞的祖先，具有一些過渡階段，而胚胎化石“籠脊球”，就是其中一個(gè)過渡階段。

殷宗軍（右）與英國科學(xué)家在甕安古生物群進(jìn)行科考   

殷宗軍解釋說，此次發(fā)現(xiàn)的胚胎化石“籠脊球”整體呈球形，單個(gè)直徑不足1毫米，保存了精美的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示，這些“籠脊球”在充滿營養(yǎng)物質(zhì)的厚壁囊包中發(fā)育，發(fā)育過程既類似動(dòng)物的單細(xì)胞近親，又更為復(fù)雜，顯示出有規(guī)律的細(xì)胞遷移、重組等動(dòng)物胚胎特有的發(fā)育機(jī)制。這就是說，“籠脊球”化石記錄了動(dòng)物由單細(xì)胞向多細(xì)胞演化的關(guān)鍵一步。正是這一步，為真正有細(xì)胞和組織分化的動(dòng)物出現(xiàn)奠定了生物學(xué)基礎(chǔ)。

籠脊球化石，a和b是裸露的標(biāo)本，囊包已丟失，c和d是保存了囊包的標(biāo)本，e和f是a和b的局部放大，顯示細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)   

殷宗軍打比方說，如果把地球上出現(xiàn)的第一個(gè)動(dòng)物比喻成“雞”，那么“蛋”存在著一個(gè)復(fù)雜的胚胎發(fā)育機(jī)制，這個(gè)研究揭示，這個(gè)“蛋”早在6.1億年前就出現(xiàn)了，比“雞”——動(dòng)物大量出現(xiàn)早了4000多萬年。

曾經(jīng)被長期忽視

科研團(tuán)隊(duì)在甕安古生物群合影留念   

殷宗軍向記者補(bǔ)充說，其實(shí)早在2000年，就有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這種化石的存在，并命名為“籠脊球”。但當(dāng)時(shí)的化石保存不好，看不到太多的生物學(xué)結(jié)構(gòu)，以致長期被忽視。相反，2007年采集到的化石，通過電子掃描顯微鏡觀察后，發(fā)現(xiàn)保存得很好，甚至有清晰的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，以及完整的囊包等，非常精美。而這，就是12年后引起轟動(dòng)的化石樣品。

籠脊球化石三維重構(gòu)模型，內(nèi)部切面顯示多細(xì)胞結(jié)構(gòu)  

“為什么2007年發(fā)現(xiàn)了化石，而且猜到可能具有很重要的意義，卻久久沒有研究，而且直到今天才出成果呢？其實(shí)，主要是技術(shù)上沒有得到突破。”殷宗軍解釋，因?yàn)橹睆絻H0.4-0.8毫米，而且由很多很小的細(xì)胞構(gòu)成，這些細(xì)胞就更小了，一般的成像技術(shù)很難看清楚，之前用電子掃描鏡，但只能看表面，不能看清內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

籠脊球化石的掃描電鏡圖像   

殷宗軍說，想了解這個(gè)化石到底屬于什么生物，在演化生物學(xué)方面有怎樣的意義，這需要在三維的結(jié)構(gòu)上來研究，這種生物是怎么發(fā)育的，早期胚胎是如何一步步生長等。而這則需要三維成像技術(shù)，重構(gòu)出數(shù)百個(gè)籠脊球標(biāo)本的立體結(jié)構(gòu)。但當(dāng)時(shí)盡管也有一些三維成像技術(shù)，但分辨率不夠，看不到那么精細(xì)。直到2015年，這一成像技術(shù)在分辨率上才有突破，所以這時(shí)候才開始大規(guī)模地對(duì)這些化石進(jìn)行掃描并進(jìn)行分析。

籠脊球的生命周期

殷宗軍介紹，此次研究在瑞士最大的研究單位保羅希爾研究所開展，那里有一個(gè)大型的同步輻射裝置——瑞士光源，研究人員使用這種同步輻射X光，就像醫(yī)院里，醫(yī)生給病人拍CT一樣。

“我們給233顆化石拍了CT,并獲得了2.5T的數(shù)據(jù)。之后，團(tuán)隊(duì)花了兩年的時(shí)間進(jìn)行分析和處理，到今年才出成果，也才有這篇論文。”殷宗軍說。

延伸閱讀

82歲的貴州教授曾參與化石的采集

貴州大學(xué)貴州省古生物研究中心教授、82歲的古生物學(xué)者趙元龍，不僅熟知古生物研究，更與甕安古生物群的此次成果頗有淵源。

趙元龍對(duì)記者說，實(shí)際上早在1997年，研究澄江古生物化石群的科學(xué)家陳均遠(yuǎn)就邀臺(tái)灣古生物學(xué)家李家維一道，到貴州尋找澄江古生物化石群的“老祖宗”。這樣，大家一起從貴陽，前往甕安生物群，并在磷礦中部的磷塊巖中進(jìn)行測(cè)樣。

“之后，李家維回臺(tái)灣進(jìn)行研究，并發(fā)現(xiàn)了胚胎化石，最后以他和陳均遠(yuǎn)的名義，在《科學(xué)》雜志上發(fā)表研究成果，稱找到了全世界動(dòng)物的最早化石，從而引起轟動(dòng)。”趙元龍說，之后，美國、英國的科學(xué)家也合作研究，并取得了很多成果，如殷宗軍發(fā)現(xiàn)6億年前的海綿始祖“貴州始杯海綿”等。

趙元龍說，有趣的是，不久前的11月10日，他、李家維、陳均遠(yuǎn)三個(gè)發(fā)現(xiàn)者，借參加在云南澄江召開的寒武紀(jì)大爆發(fā)國際研討會(huì)之機(jī)，還特意前往當(dāng)初在發(fā)現(xiàn)化石的甕安古生物群，一起高興地回憶當(dāng)時(shí)采集樣品的情形，并合影留念。但那時(shí)，他尚未想到，半個(gè)多月后，又出了如此巨大的成果。

“這個(gè)成果很重要，因?yàn)闋可娴缴鹪矗⑶易咴谌澜缜傲小?rdquo;趙元龍說。 

（原題為：《貴州發(fā)現(xiàn)6.1億年前的胚胎化石！先有雞還是先有蛋？答案揭曉》）