先有雞還是先有蛋？科學家找到「造蛋」關鍵基因 時間或早於動物進化歷程

「雞生蛋，還是蛋生雞？」這個問題其實隱藏了生命演化的奧秘。日內瓦大學研究團隊通過對一種古老單細胞生物的研究，發現了「造蛋」關鍵基因，其出現時間可能早於動物進化歷程。

單細胞原生生物「染色球藻」提供早期生命演化線索

據科學網站《IFLScience》報導，科學家長期以來認為，從單一受精卵（合子）發育成多細胞胚胎的過程是動物演化過程中高度保守的現象。然而，這一關鍵過程的起源和演化機制仍然充滿未知。地球上最初的生命是單細胞生物，那麼，究竟是什麼樣的機制讓它們演化成複雜的多細胞動物？

研究團隊選擇了近日被發現的遠親——單細胞原生生物「染色球藻」（Chromosphaera perkinsii）。這種生物在數十億年前就與動物的演化路徑分道揚鑣，提供了研究早期生命演化的珍貴線索。

細胞約65小時後會分裂成多細胞群落

透過「長期明視野活體影像技術」，研究團隊在實驗室中觀察了染色球藻的生長過程。他們發現，這些細胞在約65小時後會分裂成多細胞群落，且不再繼續生長，與動物胚胎發育的「分裂期」驚人地相似。

染色球藻在動物出現前已具備類似於動物生殖系統的分子工具箱

進一步的研究重點在於分析染色球藻在此階段的基因表現及其產生的生物分子。結果顯示，在細胞分裂前，染色球藻會累積關鍵細胞成分，如蛋白質和脂質，這一模式與動物卵母細胞的成熟過程極為類似。這意味著，早在動物出現之前，染色球藻就已具備了類似於動物生殖系統的分子工具箱。

時間或早於動物進化歷程

領導此研究的博士杜丁表示：「儘管染色球藻是單細胞生物，其行為卻展現了多細胞協調和分化的機制，這一切發生的時間遠早於第一批動物的出現。」這項發現不僅讓我們得以窺見數十億年前生命演化的奧秘，還為理解生命起源、胚胎發育的起源以及生物複雜性的演化提供了新的線索。

單細胞生物 「染色球藻」（Chromosphaera perkinsii）的多細胞發育過程（Nature 期刊）

研究的第一作者奧利維塔指出：「能透過研究一個如此古老的物種，讓我們回溯生命演化的歷程，這是一個非常令人興奮的發現。」

美國加州理工學院（Caltech）的天文研究團隊利用最新的X射線觀測技術，首次成功描繪出黑洞的「日冕」真實形態，徹底改變了科學界對黑洞結構的認知。

黑洞日冕通常被其他物質遮蔽難以觀測

類似於觀賞日全食時看到的環繞月球邊緣的耀眼光環（太陽日冕），黑洞周圍也存在著稱為「黑洞日冕」的高溫區域。儘管太陽日冕在地球上看來稀薄得近乎真空，但其溫度卻高達數百萬度，使其在日全食時清晰可見。

然而，由於黑洞日冕通常被其他物質遮蔽，再加上其光度經常被吸積盤的強光所掩蓋，科學家過去難以直接觀測這一神秘區域。

根據現有理論，活躍黑洞的結構主要包括三個部分：環繞黑洞的環狀氣體和塵埃、沿著黑洞旋轉平面的吸積盤，以及從極區噴發出的高速粒子噴流。這種結構有助於解釋為何不同觀測角度下的活躍星系核（AGN）呈現不同外觀。在這個模型中，吸積盤的內部應該存在一個極度稀薄但溫度高達幾十億度攝氏的超高溫區域，這就是科學家長期尋找的黑洞日冕。

採用類似觀測太陽日冕的巧妙方法

科學新聞網站《Science Alert》報導，研究團隊採用了類似觀測太陽日冕的巧妙方法。他們利用NASA的X射線偏振探測器（IXPE），觀測了多個被遮蔽的黑洞，包括銀河系中的天鵝座X-1和X-3，以及大麥哲倫星雲中的LMC X-1和X-3。這些「遮蔽黑洞」的特點在於周圍的氣體和塵埃會阻擋人們直接觀測吸積盤，就像日全食時月球遮蔽太陽一樣。

呈現與吸積盤相似的盤狀結構

儘管無法直接觀測黑洞日冕，科學家發現，由於日冕溫度極高，會釋放高能量的X射線。這些X射線在與周圍物質相互作用後發生散射，部分散射光最終進入觀測設備。通過分析這些散射X射線的偏振特性，研究團隊意外地發現黑洞日冕並非像太陽日冕那樣呈球狀，而是呈現與吸積盤相似的盤狀結構。

有助於更全面地探究宇宙演化過程

這一重大發現有助於科學家完善黑洞理論模型，進一步理解黑洞如何吞噬物質，以及遙遠星系中活躍星系核的運作機制。通過深入研究黑洞日冕，天文學家將能更全面地探究宇宙演化過程，以及黑洞在宇宙結構和能量運作中的關鍵作用。研究團隊表示，未來將繼續利用更先進的觀測設備，深入研究黑洞日冕的物理特性，期待揭開更多宇宙運作的奧秘。

NASA 圖片