動(dòng)物起源的猜想|世界熱推薦

(資料圖片)

那個(gè)繁衍了所有動(dòng)物的祖先在很久之前就已滅絕，但它是如何演化而來的呢？這似乎是一個(gè)很難解決的問題，因?yàn)槲覀円懻摰淖嫦纫呀?jīng)滅絕了6億年左右，它自然是極其微小的生物，而且沒有留下化石記錄。不過，令人驚訝的是，答案是相當(dāng)確定的，且在150多年前就被首次提出。1866年，美國(guó)顯微鏡學(xué)家、哲學(xué)家、生物學(xué)家亨利·詹姆斯·克拉克指出，確定屬于動(dòng)物的海綿，其飼養(yǎng)細(xì)胞與一類鮮為人知的單細(xì)胞水生生物十分類似，這種生物當(dāng)時(shí)被稱作鞭毛纖毛蟲。今天，我們稱這類微生物為領(lǐng)鞭蟲，DNA序列比較證明，它們確實(shí)是所有動(dòng)物最近的近親。領(lǐng)鞭蟲和海綿的飼養(yǎng)細(xì)胞在一端都有一圈纖細(xì)的觸須，這就是“領(lǐng)”，它們的形狀就像是小小的羽毛球，不過在領(lǐng)圈的中央探出一根長(zhǎng)長(zhǎng)的鞭毛（一種可以移動(dòng)的鞭狀的結(jié)構(gòu)）。因此，所有動(dòng)物最近代的祖先可能是一個(gè)微細(xì)胞球，其中的每個(gè)細(xì)胞都有一根鞭毛。動(dòng)物界的起源涉及一系列變化，這些變化促使單細(xì)胞生命向微型水生細(xì)胞球轉(zhuǎn)變。

請(qǐng)記住，動(dòng)物并非地球上唯一的多細(xì)胞生物：植物、真菌、黏菌都是多細(xì)胞生命形式。然而，這些群體不是來自同一個(gè)祖先。它們是從不同的單細(xì)胞生物各自演化而來的。多細(xì)胞植物與動(dòng)物（或領(lǐng)鞭蟲）沒有密切的親緣關(guān)系，它們的演化過程構(gòu)成生命樹上一個(gè)完全不同的分支。真菌類如蘑菇、啤酒酵母和足癬，也和植物相去甚遠(yuǎn)，它們也是從自己的單細(xì)胞祖先演化而來的。下面這一說法可能令人驚訝：真菌及其祖先與動(dòng)物和領(lǐng)鞭蟲屬于生命樹的同一分支，一個(gè)被稱作后鞭毛生物的群體。后鞭毛生物的多細(xì)胞演化發(fā)生了兩次，一次動(dòng)物誕生，另一次真菌誕生。我們與蘑菇的關(guān)系，比蘑菇與植物的關(guān)系更加密切，這個(gè)認(rèn)識(shí)發(fā)人深省。

那么到底為什么會(huì)發(fā)生多細(xì)胞演化呢？到目前為止，動(dòng)物起源的問題還沒有答案，不過有些很吸引人的想法已經(jīng)被提了出來。一個(gè)獨(dú)具巧思的觀點(diǎn)是由林恩·馬古利斯提出的，這個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為，多細(xì)胞結(jié)構(gòu)使基本的分工成為可能：一些細(xì)胞能夠分裂并生長(zhǎng)，而另一些細(xì)胞依然可以繼續(xù)攝食。

還有一個(gè)富有想象力的模式，說來有點(diǎn)恐怖。這個(gè)觀點(diǎn)是由米歇爾·凱爾斯伯格和劉易斯·沃爾珀特提出的，其核心理念為，以自體為食是多細(xì)胞演化的最初驅(qū)動(dòng)力。假設(shè)有一個(gè)單細(xì)胞生物族群（如領(lǐng)鞭蟲或它們的近親）和一些細(xì)胞分裂后子細(xì)胞沒有完全分離的突變體，這些突變體會(huì)形成細(xì)胞團(tuán)，也就是細(xì)胞群落。單細(xì)胞生物與群落形式的突變體都從周圍的水中過濾出細(xì)菌為食。因此，在食物短缺的時(shí)候，群落形式的突變體會(huì)有選擇優(yōu)勢(shì)，更多的突變體能存活下來，并繁殖后代。自體消化聽起來可能很可怕，但實(shí)際上這是很多動(dòng)物在饑餓時(shí)使用的一種策略，從扁蟲到人類皆是如此。

整個(gè)動(dòng)物界都起源于這些古老的細(xì)胞群落。在過去的6億年，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間里，這些細(xì)胞群落的后代通過演化而變得多樣化并不斷擴(kuò)散，今天地球上千百萬個(gè)不同的動(dòng)物物種由此產(chǎn)生。動(dòng)物起源于海洋，但后來，它們能占領(lǐng)淡水、陸地和天空，比如溪澗和河流中的扁蟲和魚，陸地上的蝸牛和蛇，以及空中的蝴蝶和鳥。

（作者為牛津大學(xué)動(dòng)物學(xué)教授）

關(guān)鍵詞：