科學(xué)家揭示了解決先有雞還是先有蛋悖論的驚人解決方案

地球上的生命可能在培育出第一批動(dòng)物之前就已經(jīng)發(fā)展出形成胚胎的能力。

由日內(nèi)瓦大學(xué)生物化學(xué)家馬琳·奧利維塔 （Marine Olivetta） 領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家表示，一種生活在淺海淤泥中洞穴中的單細(xì)胞生物在繁殖時(shí)與動(dòng)物胚胎有著驚人的相似之處。它自我分裂的方式類似于胚胎細(xì)胞分裂的過(guò)程。

有問(wèn)題的生物體是一種名為帕金斯色藻，由于它已經(jīng)存在了十多億年，早在第一批動(dòng)物出現(xiàn)之前，它的存在表明生命在蛋本身之前就已經(jīng)發(fā)展了對(duì)蛋的編程。

“雖然C. perkinsii 帕金斯是單細(xì)胞物種，”解釋瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的生物化學(xué)家 Omaya Dudin 說(shuō)：“這種行為表明，早在第一批動(dòng)物出現(xiàn)在地球上之前，該物種就已經(jīng)存在多細(xì)胞協(xié)調(diào)和分化過(guò)程。

多細(xì)胞動(dòng)物生物都以相同的方式開(kāi)始它們的生活。兩個(gè)受精卵合并融合，開(kāi)啟了細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)的過(guò)程。細(xì)胞分裂的初始階段稱為卵裂，在此期間，大量細(xì)胞分裂迅速發(fā)生而沒(méi)有生長(zhǎng)，這一過(guò)程稱為回文.

這個(gè)過(guò)程的結(jié)果是一團(tuán)細(xì)胞，中間是空心的，就像覆盆子一樣。這稱為囊胚.

在動(dòng)物中也觀察到這一過(guò)程作為一種繁殖手段在單細(xì)胞生物中。生物體將自身分裂成多個(gè)子細(xì)胞，這些子細(xì)胞分裂并變得獨(dú)立。事實(shí)上，科學(xué)家們之前已經(jīng)將兩者進(jìn)行了類比。一個(gè)今年早些時(shí)候發(fā)表的論文提出魚孢子蟲可能是理解動(dòng)物起源的極好模型。

這是因?yàn)轸~孢子蟲代表了一類單細(xì)胞生物，它們?cè)?10 多億年前與后來(lái)產(chǎn)生動(dòng)物的譜系分化而來(lái)。它們不是動(dòng)物，但它們密切相關(guān)，動(dòng)物和魚孢子蟲之間的任何相似之處都可能在譜系分化之前從共同的祖先那里繼承下來(lái)。

今年早些時(shí)候，包括 Olivetti 在內(nèi)的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇論文描述 Palintomic 繁殖C. perkinsii 帕金斯以類似于動(dòng)物有絲分裂的方式。

Dudin 和他的同事進(jìn)行了一項(xiàng)研究C. perkinsii 帕金斯– 極少數(shù)不是寄生蟲的魚孢子蟲之一 – 將其與該類的其他幾個(gè)成員進(jìn)行比較，看看是否可以在回文繁殖和動(dòng)物胚胎分裂之間發(fā)現(xiàn)任何進(jìn)一步的相似之處。

他們發(fā)現(xiàn)，在回文之后，C. perkinsii 帕金斯形成一簇細(xì)胞，就像囊胚一樣。該菌落內(nèi)至少有兩種不同的細(xì)胞類型。然后，細(xì)胞團(tuán)聚物在其生命周期的很大一部分時(shí)間里都在那個(gè)囊胚狀菌落中閑逛，然后細(xì)胞最終分散并蠕動(dòng)起來(lái)做自己的事情。

它與動(dòng)物胚胎的發(fā)育方式驚人地相似。這表明發(fā)育可能是動(dòng)物和魚孢菌之間的祖先，并且胚胎發(fā)育的遺傳編程在胚胎出現(xiàn)之前就已經(jīng)存在。

但大自然也非常擅長(zhǎng)復(fù)制有效的東西.有時(shí)，性狀或過(guò)程在非常不同的生物體中獨(dú)立出現(xiàn)，這一過(guò)程稱為趨同進(jìn)化。該C. perkinsii 帕金斯似乎很不尋常;在其他魚孢子蟲中沒(méi)有觀察到。

事實(shí)上，除了一些零散的部分觀察外，沒(méi)有其他動(dòng)物親戚的發(fā)育與動(dòng)物胚胎或C. perkinsii 帕金斯.這表明趨同進(jìn)化可能是答案;但我們也不能排除共同的祖先。

無(wú)論哪種方式，我們都有有趣的東西要學(xué)習(xí)。一方面，C. perkinsii 帕金斯可以揭示對(duì)所有動(dòng)物進(jìn)化起源的新見(jiàn)解。另一方面，它表明早期生命可用的遺傳工具包比我們想象的要通用得多。

“未來(lái)的研究對(duì)于闡明空間細(xì)胞分化是如何建立的至關(guān)重要C. perkinsii 帕金斯,"研究人員在他們的論文中寫道.“盡管如此，我們的研究表明C. perkinsii 帕金斯代表了時(shí)間和空間細(xì)胞分化之間的過(guò)渡形式，為導(dǎo)致動(dòng)物多細(xì)胞性出現(xiàn)的進(jìn)化機(jī)制提供了見(jiàn)解。

該研究已發(fā)表在自然界.

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