天天微动态丨动物起源的猜想

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那个繁衍了所有动物的祖先在很久之前就已灭绝，但它是如何演化而来的呢？这似乎是一个很难解决的问题，因为我们要讨论的祖先已经灭绝了6亿年左右，它自然是极其微小的生物，而且没有留下化石记录。不过，令人惊讶的是，答案是相当确定的，且在150多年前就被首次提出。1866年，美国显微镜学家、哲学家、生物学家亨利·詹姆斯·克拉克指出，确定属于动物的海绵，其饲养细胞与一类鲜为人知的单细胞水生生物十分类似，这种生物当时被称作鞭毛纤毛虫。今天，我们称这类微生物为领鞭虫，DNA序列比较证明，它们确实是所有动物最近的近亲。领鞭虫和海绵的饲养细胞在一端都有一圈纤细的触须，这就是“领”，它们的形状就像是小小的羽毛球，不过在领圈的中央探出一根长长的鞭毛（一种可以移动的鞭状的结构）。因此，所有动物最近代的祖先可能是一个微细胞球，其中的每个细胞都有一根鞭毛。动物界的起源涉及一系列变化，这些变化促使单细胞生命向微型水生细胞球转变。

请记住，动物并非地球上唯一的多细胞生物：植物、真菌、黏菌都是多细胞生命形式。然而，这些群体不是来自同一个祖先。它们是从不同的单细胞生物各自演化而来的。多细胞植物与动物（或领鞭虫）没有密切的亲缘关系，它们的演化过程构成生命树上一个完全不同的分支。真菌类如蘑菇、啤酒酵母和足癣，也和植物相去甚远，它们也是从自己的单细胞祖先演化而来的。下面这一说法可能令人惊讶：真菌及其祖先与动物和领鞭虫属于生命树的同一分支，一个被称作后鞭毛生物的群体。后鞭毛生物的多细胞演化发生了两次，一次动物诞生，另一次真菌诞生。我们与蘑菇的关系，比蘑菇与植物的关系更加密切，这个认识发人深省。

那么到底为什么会发生多细胞演化呢？到目前为止，动物起源的问题还没有答案，不过有些很吸引人的想法已经被提了出来。一个独具巧思的观点是由林恩·马古利斯提出的，这个观点认为，多细胞结构使基本的分工成为可能：一些细胞能够分裂并生长，而另一些细胞依然可以继续摄食。

还有一个富有想象力的模式，说来有点恐怖。这个观点是由米歇尔·凯尔斯伯格和刘易斯·沃尔珀特提出的，其核心理念为，以自体为食是多细胞演化的最初驱动力。假设有一个单细胞生物族群（如领鞭虫或它们的近亲）和一些细胞分裂后子细胞没有完全分离的突变体，这些突变体会形成细胞团，也就是细胞群落。单细胞生物与群落形式的突变体都从周围的水中过滤出细菌为食。因此，在食物短缺的时候，群落形式的突变体会有选择优势，更多的突变体能存活下来，并繁殖后代。自体消化听起来可能很可怕，但实际上这是很多动物在饥饿时使用的一种策略，从扁虫到人类皆是如此。

整个动物界都起源于这些古老的细胞群落。在过去的6亿年，甚至更长的时间里，这些细胞群落的后代通过演化而变得多样化并不断扩散，今天地球上千百万个不同的动物物种由此产生。动物起源于海洋，但后来，它们能占领淡水、陆地和天空，比如溪涧和河流中的扁虫和鱼，陆地上的蜗牛和蛇，以及空中的蝴蝶和鸟。

（作者为牛津大学动物学教授）