先有鸡,还是先有蛋?

来源: 中国科普博览

发布日期: 2015-02-02 09:31:22

本文探讨了“先有鸡还是先有蛋”这一古老问题的科学解答,通过分析鸟类和恐龙的进化关系、生殖细胞DNA的变异机制,得出结论:先有鸟蛋,后有鸟。

先有鸡,还是先有蛋?这是个困惑人类几千年的老问题了。古希腊哲学家亚里士多德就说过,“不可能有第一只产生鸟的蛋,因为那样就必须先有能生出这第一只蛋的鸟。”虽然他并没有具体提到鸡,但是由于所有的鸟类(包括鸡)都生蛋,而且所有的鸟都由蛋孵化而来,所以他谈的是同一个逻辑难题。

科学研究的结果告诉我们,鸟类不是一开始就有的。地球上的生命出现于约35亿年以前,而目前发现的最古老的鸟类化石只有约1亿6千万年的历史。在那之前,恐龙已经在地球上生活7000多万年了。多数科学家认为,鸟类是从恐龙,而且最可能是从“兽足亚目恐龙”进化而来的。科学家们把“徐氏曙光鸟”骨骼构造中的近千个特征分别与恐龙和鸟类的骨骼特征相比较,认为它是迄今为止发现的、恐龙演化为鸟类过程中最早的环节。

和鸟一样,恐龙也是产蛋的,而且恐龙的蛋和鸟类的蛋都属于“羊膜卵”。这种卵的外部有坚固耐水的钙质硬壳,上有气孔,供胚胎呼吸;外壳里面有一个蛋黄,为胚胎供应营养;胚胎浸泡在由羊膜包裹而成的羊膜囊的羊水中;此外还有尿囊,用来储存代谢废物。“羊膜卵”的这些构造特点使它可以在陆地干燥的情况下生存,从而使脊椎动物的生殖过程摆脱对水环境的依赖。

现在大家都知道,生物的性状是由遗传物质,即“脱氧核糖核酸”决定的。从恐龙到鸟的变化,也一定是由于DNA序列的改变。问题就在这个改变在什么阶段发生,在什么细胞里发生,以及这些改变对下一代的影响。

每个生物体,特别是像脊椎动物这样高度复杂,而且寿命较长的生物的一生中,身体由于受到内部因素和外部因素持续不断的袭击,以及细胞分裂时DNA复制错误等原因,总会有一些细胞里的DNA序列会发生突变。所以随着年龄增长,身体里面一些细胞的DNA就不再和受精卵阶段的DNA相同。

和其它脊椎动物一样,恐龙身体里面也有两类细胞。一类是构成身体的体细胞,比如组成心脏、肝脏、大脑、皮肤的细胞都是体细胞。它们占身体细胞的绝大部分,具体执行各种生命活动。另一类是生殖细胞,它们的任务是繁殖下一代,而和身体其它部分的生理功能无关。这两类细胞里面的DNA都会发生突变,但是发生在体细胞里的突变和发生在生殖细胞里的突变,后果完全不同。

和体细胞不同,生殖细胞里DNA的改变会通过受精卵的分裂出现在下一代生物体的每一个细胞中,包括所有的体细胞,从而可以稳定地影响下一代身体的性状。这种在下一代身上出现的全身的,统一的DNA改变,正是形成新的个体和新的物种的先决条件。

先有鸡,还是先有鸡蛋(或者先有鸟,还是先有鸟蛋)的问题之所以使人困惑,是因为把鸡(或者鸟)看为一成不变的动物,鸟和蛋周而复始的循环,使人得不出这个问题的答案。但是如果从进化的观点来看鸟类的起源,并且了解生殖细胞DNA的变异影响后代动物性状的机制,这个问题是有答案的,那就是:先有鸟蛋,后有鸟。

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