先有鸡还是先有蛋图片,世界上先有鸡还是先有蛋的图片

先有鸡还是先有蛋？这个古老谜题一直困扰着人类。中国科学家发现了6.1亿年前的“笼脊球”化石，为这个问题提供了一个新的解题思路。

记者/李鹏 编辑/刘昭

新媒体编辑/房永珍

采访专家：

殷宗军（中国科学院南京地质古生物研究所副研究员）

姜　韬（中国科学院遗传与发育研究所生物学研究中心高级工程师）

先有鸡，还是先有蛋？这是一个妇孺皆知的古老谜题。但至今没有人得到明确的答案。在很多时候，它会被上升为有关宇宙与生命起源的棘手哲学问题。

2019年11月27日，中国科学院南京地质古生物研究所研究人员在线发表在《细胞》子刊《当代生物学》上的一项研究成果为解决“先有蛋，后有鸡”提供了一种新的逻辑，只不过此处的“蛋”并不是普通的蛋，鸡也不是狭义的鸡。

▲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（供图：中国科学院南京地质古生物研究所)

长期以来，“先有鸡还是先有蛋”是生命演化过程中十分复杂的问题。恐龙中的一支向鸟类演化的论断，将这个问题演变成了“先有恐龙还是先有蛋”，使这个问题看起来更加无解。

于是，一些研究人员就开始在更为久远的追溯中寻找答案。中国科学院南京地质古生物研究所的副研究员殷宗军和研究员朱茂炎等人就抓住了这样的机会。

他们与英国布里斯托大学、瑞典自然历史博物馆以及瑞士光源的同行合作，在我国贵州瓮安生物群——一个距今6.1亿年的特异埋藏化石库中找到了一类名叫“笼脊球”的化石。通过对这种生物形态的研究观察，他们还原了原始“胚胎发育”的过程。

他们认为，如果把动物比作一只鸡，那么这类化石就相当于记录了这一时期“蛋生鸡”的过程。也就是说，对“先有鸡还是先有蛋”，这些研究者给出了先有蛋的一些重要线索。

在该项研究成果中，殷宗军对他们的发现进行了十分详细的描述。笼脊球整体呈球形，直径不到1毫米，令人十分惊喜的是其保存了精美的多细胞结构。

研究人员采用最先进的超高分辨率同步辐射三维无损成像技术，像医生给患者做CT扫描一样，重构了数百个笼脊球标本的立体结构。结果发现它们在一个充满母源营养物质的厚壁囊包中发育，并且不同标本代表了不同的发育阶段。

研究发现，重建的发育序列显示其发育过程非常类似于动物的单细胞近亲(比如中生黏菌虫)，但比动物的单细胞近亲更为复杂的是，它们在胚胎发育过程中出现了有规律的细胞迁移和*，这些细胞行为和动物原肠胚的细胞迁移*行为非常类似，表明动物胚胎特有的发育机制在动物化石记录大量出现之前至少四千多万年就已经准备好了。

在生命的演化史上，多细胞动物的出现是最为壮丽的事件之一，其让更复杂的动物个体出现成为可能，最终演化成我们今天这个异常庞杂和五彩缤纷的世界。

研究发现，现代动物界包括三十多个动物门类，它们拥有一个距今大约七亿多年的共同祖先，其由多细胞组成，而且细胞有功能分化，它是由更古老的单细胞祖先演化而来。

然而，动物单细胞祖先是何时以及如何演化成多细胞祖先的呢?这个问题一直没有确凿的答案，也一直是科学界悬而未决的重大问题。尽管不同的科学家提出了不同的假说，但至今都还没有确切的结论。

殷宗军表示，笼脊球化石的出现提供了进一步认识单细胞动物向多细胞动物演化的可能。因为笼脊球显现出来的复杂的胚胎发育过程连接了动物的单细胞祖先和动物多细胞祖先之间的鸿沟，这也表明孵化出动物这只小鸡的蛋在6.1亿年前就已经出现了。

换言之，笼脊球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，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。

▲笼脊球的生活周期（供图：中国科学院南京地质古生物研究所）

殷宗军团队留下的问题是，其所发现的笼脊球在动物从单细胞祖先向多细胞祖先演化的过程中究竟扮演着什么样的角色?是它们充当蛋的作用演化出了多细胞动物?还是它们就是演化出来的最早的多细胞动物?亦或它们是多细胞动物出现以后再演化的阶段?

“这里有几种可能。它有可能还是单细胞动物，就像多细胞动物祖先的单细胞近亲一样；也有可能是其单细胞祖先向多细胞祖先的过渡，单细胞祖先向多细胞祖先过度的类群有一个专业的名词叫做干群动物，这是现今所有多细胞动物出现之前的一类多细胞生命，跟多细胞动物的亲缘关系最近，但是它们已经灭绝了；还有一种可能是当时已经由单细胞动物发展到了多细胞动物，并演化出了笼脊球，但是这还需要更多的证据。现在我们已经知道最早的多细胞是海绵动物，笼脊球有没有可能是海绵动物之前更为原始的动物？这是个非常值得探讨的问题。事实上，我们的发现和研究并没有解决单细胞动物向多细胞动物演化的问题。”殷宗军说。

不过，他们的研究发现倒是对不久以前的一项新研究提供了有力的支撑。

2019年6月13日，来自澳大利亚昆士兰大学生物科学学院的Bernard M. Degnan和Sandie M. Degnan教授课题组在《自然》杂志在线发表的研究长文表明，单细胞生物演化为多细胞生物可能是一条全新的途径，他们通过对古老的多细胞动物海绵进行研究，验证了多细胞生物起源的假说，即单细胞祖先在进化中发展出了单一细胞转换为多类型多状态细胞机制，使得细胞具有类似于现代细胞转分化（指一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象）和干细胞分化多能性的功能，从而使单一细胞转换为多类型多状态细胞，这些细胞集聚最终进化成多细胞生物。

殷宗军认为，如果这种起源说确实成立，他们的研究发现则是提供了更为充分有力的证据，笼脊球化石极有可能就是这种转换的中间状态。但是他也表示，单细胞动物向多细胞动物演化的问题十分复杂，接下来他们还需要进行更多的研究工作。

（图片来源：《当代生物学》）

尽管殷宗军他们并没有直接研究蛋和鸡的问题，但是他们的研究成果却为先有鸡还是先有蛋提供了一种逻辑。

殷宗军认为，在生命演化的过程中，一个新物种的出现核心是演化成这个物种的祖先出现了变异，很多时候正是变异体的成功繁殖导致了新物种的出现，尽管其在时间上是个漫长的过程。如果将变异体理解为蛋，则是有蛋才有鸡。

譬如现在的研究已经表明，包括鸡在内的鸟类由恐龙中的一支演化而来，是恐龙蛋的不断变异演化导致了鸟的出现。从这个角度而言肯定是先有蛋后有鸡。

英国诺丁汉大学教授、进化基因专家约翰•布鲁克菲尔德认为，在世界上第一只鸡出现后，在它之前也必定需要并有一颗能够孵出它来的蛋。这与殷宗军的观点一致。

如果根据生物进化的过程追根寻祖，鸟类是由细胞→简单生命→低等动物→高等动物→高级卵生动物再到鸟类，这样还是先有蛋才有鸡。

蛋属于卵细胞，这个问题又演变成了先有某类物种还是先有其卵细胞的问题。约翰•布鲁克菲尔德认为，卵中的生物体与其后来长成的生物体应有相同的DNA，因此属于这一物种的第一个生物就是它的卵，按照这种逻辑还是先有蛋后有鸡。

是先有鸡还是先有蛋，关键就在鸡如何进行定义，如何确定蛋的范畴。如果我们将恐龙向鸟演化的某个时间点生物个体定义为鸡，其所下的就是鸡蛋，自然而然是先有鸡后有蛋，而孵出这只鸡的蛋则不属于鸡蛋的范畴了。

但是在先有鸡还是先有蛋的命题中，往往思考并不是这样简单，其背后反映的是物种发展与演化的逻辑。

中科院遗传与发育研究所生物学研究中心高级工程师姜韬认为，根据现在被主流科学界所接受的生命起源的化学进化理论，在地球上最早出现的是生命自身的代谢活动，而后才是遗传，从这个角度而言是先有鸡后有蛋。而如果你定义了鸡，拥有相同遗传性DNA的蛋就到前面了。如此看来，这真是一个哲学问题了。

▲羊膜卵结构（图片来源：science.kennesaw.edu）

也有科学家在按照另外的逻辑进行研究。

英国华威大学的马克·罗杰教授与大卫教授在进行试验研究时发现，形成鸡蛋硬壳的关键是一种叫做“OC-17”的鸡肉蛋白，这种蛋白的存在贯彻了整个蛋壳的形成过程并起到了催化的作用，其将碳酸钙转换为构成蛋壳的方解石晶体，没有“OC-17”蛋白，鸡蛋的外表就无法结晶形成蛋壳。

尽管方解石晶体存在于许多骨骼和蛋壳内，但母鸡形成方解石晶体的速度比任何物种都快——每24小时生成6克蛋壳。研究人员们认为，只有有了蛋壳，蛋黄和保护小鸡的液体才有地方住，但是要是没有鸡卵巢里的“OC-17”蛋白，就不可能有鸡蛋。

这使得他们倾向认为在“先有鸡还是先有蛋”的问题里首先存在的是鸡，或者确切的说是“OC-17”这种鸡肉蛋白。

不过，有生物学家进一步指出了马克·罗杰团队在研究中的瑕疵，“OC-17”蛋白只是OC蛋白家族中的一员，其他的鸟类会使用与OC-17不同的蛋白质来制造鸟蛋，而且OC蛋白的演变并不能够与鸟蛋的演变相吻合。因为研究发现OC蛋白在鸟类分支从爬行动物分离之前便开始参与制造动物的蛋。

这样先有鸡还是先有蛋的问题就演变成了先有爬行动物还是先有蛋的问题。

其实马克·罗杰也对自己的研究依旧充满了狐疑，“这个发现难道就能证明先有鸡再有蛋吗?”在报告中的附加引述中，他们也提出了这样的疑问。

殷宗军认为，不管是蛋还是鸡，都是生命在漫长演化过程中的不同历程而已，没有必要在这个问题上钻死胡同，他和研究团队得出先有蛋的结论也只是一种形象的说法而已。

不过你也不要觉得，“先有鸡还是先有蛋”的研究完全是没有意义的，这些年来围绕这一问题的研究已经有了越来越多的科学发现。譬如马克·罗杰的研究，使得学界对高效快速的结晶方法有了新的见解，他们的这项研究也能够在骨头的形成，以及二氧化碳是如何被贮存在石灰石里等问题上提供帮助。

参考文献：

1、中国科学院南京地质古生物研究所.六亿年前的化石揭示动物起源之谜，http://www.nigpas.cas.cn/xwzx/kyjz/201911/t20191128_5444403.html

2、陈皮.Nature | 从单细胞生物到多细胞生物的进化机制,http://www.sohu.com/a/320249087_650136

3、The early Ediacaran Caveasphaera foreshadows the evolutionary origin of animal-like embryology’ by Z. Yin, K. Vargas, J. Cunningham, S. Bengtson, M. Zhu, F. Marone and P. Donoghue, Current Biology. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.10.057

出品：科普中央厨房

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