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。」

秘魯西北部的「奧托馬約」（Alto Mayo）地區，科學家發現了27個全新物種，其中包括4種哺乳動物、8種魚類、3種兩棲動物以及10種蝴蝶。其中，兩棲老鼠和圓頭魚最令科學家驚訝。

秘魯現27個全新物種

非營利環境保育組織「保護國際」（Conservation International）在2022年進行了為期38天的考察，這片約190萬英畝的森林和農業區域擁有各種生態系統，儘管人口密集，但人們對其生物多樣性和生態系統知之甚少。

研究人員希望透過填補這些知識空白，能在面對森林砍伐和農業擴張時實施更有效的保育措施，但他們沒想到會有如此豐富的發現。考察負責人拉森（Trond Larsen）表示：「我們非常驚訝地發現，在一個受到如此大程度人類影響的區域，生物多樣性如此豐富。」

「兩棲老鼠」腳上有蹼

最令人驚訝的是一種「兩棲老鼠」，這種半水生的啮齿动物僅在受到農業活動威胁的一小片沼泽森林中被發現。這些動物具有蹼，適應水中生活，但人們對這些物種知之甚少，因此迫切需要保育。

「圓頭魚」頭部像一個腫脹的鼻子 

另外還有一種「圓頭魚」（blob-headed fish），參與考察的魚類專家都表示從未見過這種特徵。拉森解釋說：「圓頭魚頭部非常奇特，看起來像一個腫脹的鼻子。科學家從未見過這樣的物種，我們尚不清楚這種奇特結構的功能是什麼。」有一種可能的理論是這種結構有助於動物尋找食物，但這仍然是一個謎。

未來繼續開展保育工作

雖然這些都是「科學上的新發現」，但這並不表示完全不為人所知。實際上，這次考察得到了當地原住民研究員的協助，未來將繼續與原住民社區合作，開展保育工作。

「圓頭魚」（左）及「兩棲老鼠」（右）（Conservation International圖片）