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。」

西伯利亞地區十年前出現了一個神秘的坑洞，科學家們花了數年時間試圖解開這些坑洞的成因，而在上個月發表的一項研究中似乎找到了答案。

西伯利亞現神秘坑洞 

據CNN報導，自2014年以來，西伯利亞西北部的亞馬爾半島和格丹半島的偏遠地區已發現20多個巨型坑洞，這些洞穴大得像隕石坑，因此許多人曾認為這是隕石撞擊地球所造成的，甚至有人猜測是外星人的作品。

由氣候變遷和不尋常的地質條件共同作用

如今，由一組工程師、物理學家和電腦科學家組成的團隊表示，他們找到了一種新的解釋。在上個月發表的研究中，他們認為這些坑洞是由氣候變遷和該地區不尋常的地質條件共同作用的結果。

科學家們普遍認為，困在苔原下的氣體（包括甲烷）在地下堆積後，會導致地表形成一個土丘。當下方的壓力超過地面的強度時，這些土堆就會爆炸，噴出氣體，形成類似隕石坑的坑洞。

氣候變遷導致地球氣溫升高  冷凍層膨脹造成地面破裂

報導指，研究發現隨著氣候變遷導致地球氣溫升高，表層土壤正在融化，水分穿透永久凍土層進入冷凍層。問題在於，沒有足夠的空間來容納多餘的水，導致冷凍層膨脹、壓力增大，最終造成地面破裂，形成裂縫。這些裂縫使深處的壓力迅速下降，破壞甲烷水合物（甲烷的固體形式），並引發氣體的爆炸性釋放。

表層土壤的水很難穿過冰密層深入冰層

對於這項研究，首席研究科學家Evgeny Chuvilin表示，儘管這一想法新穎，但他反駁了其符合該地區地質情況的主張。Chuvilin多年來一直在近距離研究這些隕石坑，他認為西伯利亞西北部的永久凍土層因大量冰和甲烷而特殊，來自表層土壤的水很難穿過這層厚厚的冰密層，深入到地下的冰層。

夏威夷大學的地球物理學家Lauren Schurmeier也持謹慎態度。她表示，雖然這項研究在理論上是有意義的，但「這些隕石坑仍然存在許多潛在的氣體來源」。

科學家Andrey Umnikov於 2020 年 7 月 16 日從直升機上拍攝的第一張 C17 隕石坑照片。（Andrey Umnikov圖片）

氣候變遷與坑洞的出現之間存在正相關

不過，大多數科學家一致認為，氣候變遷與坑洞的出現之間確實存在正相關，並可能導致未來這些爆炸性隕石坑的增加。Chuvilin指出，全球暖化「影響了地下冰上覆蓋著充滿氣體的空腔的冰凍岩石強度」，使得氣體更容易從地底噴出。他補充道，隨著氣候變遷的加速，可能會導致更多永久凍土退化、強烈的氣體噴發和新的隕石坑。

Schurmeier則表示，雖然這些坑洞釋放的甲烷對全球暖化的影響相對較小，但這是「北極正在改變的可怕跡象」。