受精完成几分钟内，数十亿个锌离子会从受精卵喷出，产生“火花”。10年前，美国西北大学的科学家发现了一个神奇的现象，在生命的起点——一个精子和一个卵子在融合后，会激发一场由数十亿个离子参与的“锌焰火”。对于很多生物而言，新生命诞生于一个精子和一个卵子的成功相遇和结合的过程。
近年来，一些科学家开始注意到在脊椎动物的受精卵形成时，会出现一种极其特别的现象——数十亿个锌离子会“点燃”精子和卵子融合的细胞膜。2011年，任职于西北大学的研究人员Teresa Woodruff和同事通过化学和物理探针，首次发现小鼠的卵子在成熟过程中会吸收近20亿个锌离子，并将它们存储在卵子透明带的囊泡（也称为皮层颗粒）中。而在受精卵形成时，这些锌离子会向外喷射，触发一场令人惊艳的“锌焰火”。
Woodruff等人首次在哺乳动物（小鼠）受精过程中观察到大量锌离子被喷出的现象。5年后，他们通过更先进的检测和显微镜成像技术，在体外的人类受精过程也观察到了这一现象，这也是首次发现在人类受精过程中存在这一现象。Woodruff表示，他们看到每一个人类受精卵在形成时都产生了“锌焰火”，这令他们感到非常惊讶。通过这些研究，他们开始考虑一个问题——哪些生物在诞生时，会经历这样一场“锌焰火”？
时间又过了5年，这次Woodruff和密歇根州立大学的科学家Tom O’Halloran等人合作，想要了解在较为原始的两栖动物中是否也存在这个现象。他们研究了一种较为原始的蛙类——非洲爪蟾。在最新研究中，研究人员利用高灵敏度X射线荧光显微镜等成像技术，观察了非洲爪蟾的卵子如何在其透明带的囊泡中存储大量锌离子，并确定了在受精前后，这些金属离子的特性、浓度和在细胞内的分布。
他们获得了与之前实验类似的结论。非洲爪蟾卵子表面透明带的皮层颗粒会储存高浓度的金属离子，其中的锌离子浓度（约有100亿个）是其他区域的10倍。此外，这些皮层颗粒里还含有大量的锰离子（目前只在蛙类中观察到），约为卵子其他区域的30多倍。这些金属离子在精子进入卵子的几分钟内，会被全部释放出来。对于二倍体生物来说，当有多个精子进入一个卵子时，过量的染色体会带来毁灭性的结果——受精卵死亡。
卵子透明带中的皮层颗粒，正是为了避免一个新生命在发育的起点就遭遇失败，通过释放多种分子和金属离子，阻止多个精子进入同一个卵子，推动一个新的受精卵向前发育。这项新发现表明，两栖动物在受精时，和人类、小鼠等多种动物一样，存在相同的“火花四溅”的过程。这也意味着，这个受精过程的演化根源至少可以追溯到3亿年前，即蛙类和人类的最后共同祖先生存的年代。
此前，研究人员曾发现当精子进入卵子后，会触发一些过程来激活卵细胞，推动受精卵发育。例如，从精子进入卵子的位点开始，受精卵内的钙离子会反复升高，这个过程也称为“钙离子振荡”，能激活卵细胞。与此同时，锌离子也会开始从皮层颗粒中释放出来。受精几分钟后，随着这个结合的细胞内各个区域的钙离子浓度波动，数十亿个锌离子也会围绕整个细胞爆发出一场“焰火”。
Woodruff和O’Halloran发现，这场“锌焰火”对受精后两小时内胚胎的发育至关重要。在受精前的卵细胞内，高浓度的锌离子会激活细胞静止因子（cytostatic factor，CSF）——EMI2，以维持成熟的、未受精的卵细胞的活性。只有当锌离子被排出、浓度降低后，EMI2才会失活，而这个过程会激活受精卵，使其从减数分裂后的状态中脱离，进入有丝分裂，继续后续的生长和分类过程。
这种情况普遍存在于哺乳动物中。与此同时，焰火的激烈程度与胚胎后续的发育密切相关，可用于预测胚胎的质量和发育情况。他们认为，这一发现对于改进体外受精技术有着重大意义。目前，我们还没有能够在受孕前评估卵子质量的工具，但这个发现提供了一种易于实现的非侵入式受精卵筛选方法。Woodruff表示：“通过观察受精卵形成时“锌焰火”的大小，我们就能立即知道哪些受精卵更适合后续的人工授精。
这为我们提供了一种评估受精卵质量的新方法。”通过这样的方式，我们可以挑选最适合受孕的卵子，减少在体外受精过程中需要移植的胚胎数量，避免造成伤害。除此之外，该研究还可以帮助我们了解金属如何影响人类的早期发育。O'Halloran说：“这项工作可能有助于了解膳食锌对人类生育能力的影响。
”虽然生命来源于不同元素的有机结合，但在生命起始之时，这个无机过程似乎在说明，生命的生长、发育和活动，来源于有机和无机的结合。