到底是先有鳥,還是先有蛋?學者成功破解千年難題:第一個生下鳥蛋的不是鳥

2020-07-04 08:00

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恐龍蛋和鳥蛋在構造上的一致性,說明類似雞蛋那樣的羊膜卵,遠在鳥類出現之前恐龍就已採用了。也就是說,脊椎動物從海洋進軍到陸地時所需要的卵結構的改變,在爬行動物(包括恐龍)階段就已經完成了,鳥類只是繼續使用而已。從恐龍蛋變為鳥蛋,並沒有結構上的障礙需要跨越,所以現在鳥和鳥蛋的問題就變為:是恐龍先變成鳥,再產出鳥蛋,還是恐龍先產下鳥蛋,再孵化出鳥?要回答這個問題,就需要了解生物繁殖的過程和物種演化的機制。

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大家都知道:生物的性狀是由遺傳物質,即去氧核醣核酸(DNA)所決定,「種瓜得瓜,種豆得豆」,就是因為瓜和豆的DNA不同。現代的動物複製技術,可以僅從一滴鼠血(血中白血球的DNA)誕生出複製鼠,說明DNA是決定生物性狀的關鍵物質。從恐龍到鳥的變化,也一定是由於DNA序列的改變,問題就是這個改變在什麼階段發生、在什麼細胞裡發生,以及這些改變對下一代的影響。

每個生物體,特別是像脊椎動物(包括魚類、兩棲類、爬蟲類、鳥類和哺乳類動物)這樣極度複雜,而且壽命較長(多以年計)生物的一生中,身體由於受到內部因素(如活性氧)和外部因素(如宇宙射線)持續不斷的攻擊,以及細胞分裂時DNA複製錯誤等原因,總會有一些細胞裡的DNA序列會突變。所以隨著年齡增長,身體一些細胞的DNA就不再和受精卵階段的DNA相同。

和其他脊椎動物一樣,恐龍身體裡面也有兩類細胞。一類是構成身體的體細胞,比如組成心臟、肝臟、大腦、皮膚的細胞都是體細胞,它們占身體細胞的絕大部分,具體執行各種生命活動;另一類是生殖細胞,它們的任務是繁殖下一代,和身體其他部分的生理功能無關。這兩類細胞裡面的DNA都會突變,但體細胞裡的突變和生殖細胞裡的突變,結果完全不同。

體細胞中DNA突變是零星和隨機的,不同體細胞裡面DNA突變的情形彼此不同,所以沒有全身一致、統一的DNA序列改變,也不會有某個基因在全身所有細胞都突變。一個體細胞裡的DNA突變,不能使相鄰體細胞裡的DNA發生相同突變,即某個體細胞DNA的突變不能「擴散」到其他體細胞,因而「彼此隔絕」;而物種的改變需要相關組織中所有細胞的DNA都發生同樣變化,體細胞的零星突變不可能辦到。總體平均起來,生物體一生中細胞裡的DNA還是和受精卵的DNA極度一致,也就是不變。從成年動物身上取下的細胞可以複製出這個動物(即從這個細胞發育出的動物和當初從受精卵發育而來的動物相同)就可以證明這一點。所以某隻恐龍從蛋孵化出來後,終身只能是恐龍,不會因為這隻恐龍的體細胞DNA零星和隨機的突變就變成一隻鳥。

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