现代快报讯(记者 阿里亚/文 顾炜/摄)到底是先有鸡还是先有蛋?这个问题困扰了很多人。在6.1亿年前的贵州瓮安生物群中，保存了一类名叫笼脊球的化石。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，该化石的发现表明，类似动物胚胎的“蛋”在6.1亿年前就已经出现了。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》集团子刊《当代生物学》(Current Biology)上。
笼脊球：贵州瓮安生物群中发现的疑难化石
瓮安生物群埋藏在岩石中，化石在其中的保存形式均为磷酸盐化的三维立体标本。瓮安生物群保存了大量的胚胎化石，或称为动物的“蛋”。这些动物胚胎化石保存非常精美，甚至保留了受精卵的细胞分裂过程。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这个领域的课题组之一。在那里，他们发现了大量的笼脊球化石。
殷宗军说，笼脊球化石呈球形，直径不到1毫米。由于“外貌”极其不规律且怪异，很多人怀疑它并不是化石。因此，它长期以来都被科学家所忽视。
2007年，研究团队共发现了200余枚笼脊球化石。这些化石不仅“外貌”更规律，还保存了完整的细胞结构。“它全部是由细胞组成的，而且细胞与细胞之间紧密连接。像是被特定的蛋白质绑在一起一样，这是其他低等生物所没有的。”殷宗军说，研究表明，该类化石是单独的个体，而不是某个生物的“零部件”。由此，他们意识到这些化石的重要性。
2007年发现，为什么到了2019年才发表研究成果?“原因就是这些化石标本实在太小太小了。它们的直径在0.5-0.8毫米之间，大约相当于一粒沙的大小，细胞就更小了。”殷宗军说，要观察这些化石，需要有像医院里的CT扫描仪一样的先进设备，而当时并没有这样的条件。
于是，研究直到2015年才真正开展。研究团队前往瑞士最大的一个科研机构。在这里，他们花了一年时间，利用X射线超高分辨率显微断层成像技术扫描了233个标本。之后两年，研究团队都在分析研究笼脊球化石。
一鸣惊人，6亿年前的化石揭示动物起源之谜
多细胞动物的出现是地球生命史上极为重要的革新事件。动物多细胞化以后，才有细胞的分化行为，最终会实现器官以及其他组织的出现。现今生物圈中的动物界包括三十多个动物门类，已有研究表明它们拥有一个距今大约7亿多年的共同祖先。这一共同祖先正是由多细胞组成，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?从达尔文时代提出这个问题以来，一直没有确凿的答案。笼脊球化石的出现为回答这一问题提供了重要线索。
“我们重构了数百个笼脊球标本的立体结构，发现它们在一个充满母源营养物质的厚壁囊包中发育，不同标本代表了不同的发育阶段。进一步研究显示，它们在胚胎发育过程中出现了有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一个重要阶段。经过原肠胚阶段，细胞发生分化和重组后才会产生器官和组织，最终才会成长为一个动物。
“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非常类似。这说明，类似动物胚胎的发育机制在6亿年前就已经有了，但是直到4000万年以后，动物才在地球上大量出现。”殷宗军说，要搞清楚动物如何演化，就得了解细胞分化的过程。笼脊球化石恰好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。他表示，更完整的演化过程有待更多化石证据的揭示。
那么，该项研究跟“先有鸡还是先有蛋”这个千古谜题有什么关系呢?殷宗军说，如果将动物比喻成一只鸡的话，复杂的胚胎发育过程就是孵化出小鸡的蛋，它桥接了动物的单细胞祖先和动物多细胞祖先之间的鸿沟。而笼脊球化石的发现恰恰就表明，孵化出动物这只小鸡的蛋在6.1亿年前就已经出现了。
