是一个‘受精卵’

6亿年前,一群古怪的生物漂浮在海面上……这种生物是什么?中科院南京地质古生物研究所早期生命研究团队的博士生陈雷和庞科,在导师袁训来研究员、周传明研究员、肖书海教授的指导下,从贵州瓮安的黑色化石中,发现了细胞分裂演变的变化,推测它们可能是动物祖先的“祖先”。这一研究成果,昨天在线发表在英国《自然》杂志上。

当陈雷把他们研究的化石端出来的时候,大家都很诧异:那不就是普普通通的石头吗?有灰色的,有黑色的……

那么,它是什么?“这个神秘的生物,属于多细胞真核生物,已经具有了细胞分化和细胞凋亡等较高等的特征,可能是最最原始的干群动物,也就是动物祖先的祖先。”不过,这个生物也可能跟动物没关系,是一类早已灭绝的海藻。

“这个生物非常奇怪,和现今的虾类、水母、螺、河蚌等生物早期胚胎的发育完全不一样。”袁训来说,这个生物细胞分裂只有几百个的时候,就出现了繁殖细胞和营养细胞的分化,而现今的动物中,都是性成熟之后才出现这样的分化。

它们的生活方式如何?陈雷说,6亿年前的贵州瓮安,是一片广阔的海域。当时海洋里的氧含量还没有现在高,但海洋生物已经繁育。在浅海区,这种球状生物漂浮在海面上,晒着太阳,过着惬意的日子。但是它们的生命周期多长,它们怎么吃喝,还不得而知。袁训来说,这次研究对于生命的演化具有科学意义,但这类生物究竟是动物还是藻类,有待进一步研究。

由于灰色化石颗粒比较明显,过去,古生物学家们都把视线集中在它身上。“灰色的化石,切成透明薄片后,看到的是细胞外面的膜,里面的结构已经没有了。”那么,黑色化石,会不会有不一样的发现?袁训来决定让陈雷把黑色化石打开看看。和灰色化石相比,黑色化石是硅质的,切成薄片后,借助显微镜,不仅可以看到细胞外面的膜,还能看到里面非常精细的结构。

“不要说你们记者,我们老一辈科学家,也曾经把它们误会成了一般的岩石颗粒。”袁训来解释,大约在1990年前后,在电子显微镜扫描下,岩石中的古生物化石才现形,可以看到很多细胞结构。

陈雷展示了显微镜观察到的化石发育演化图,“开始,是一个‘受精卵’,而后,胚胎不断发育,到内部细胞分裂成数百个后,开始出现营养细胞和繁殖细胞。繁殖细胞包裹在一个囊壳内,一直进行细胞分裂和生长,不断壮大,而营养细胞甚至还会主动牺牲自己。”

陈雷把化石打磨成只有30微米~50微米厚的薄片,一共切了上千块。3年时间里,陈雷他们观察这些化石,发现一个非常有趣的现象,这个生物的部分细胞会逐步分化形成繁殖体,部分营养细胞还会主动牺牲自己,以腾出空间保证繁殖体长大。