动物演化可能不是从简单到复杂,而是充满试错、丢失与创新的网状探索
日期:2026-02-03 15:04:16 / 人气:3

6亿至8亿年前,地球生命完成了一次质的飞跃——单细胞生物首次抱团形成多细胞集群,动物的祖先就此诞生。此后数千万年,五大动物类群陆续登场,最终演化出人类在内的万千生命。
但一个困扰科学家百年的谜题始终无解:谁是最早分化出的动物始祖?近20年,这场争论更是从学术探讨变成阵营对决,两大候选者——看似躺平的海绵和身怀绝技的栉水母,上演了一场跨越世纪的王位争夺战。
这场争论的核心,早已超越谁先谁后的排序,直指演化生物学的根本:动物的复杂性是从简单到复杂逐步积累,还是可能先出现、再丢失?
一、百年共识:海绵凭简单稳坐始祖宝座
在2008年之前,海绵是毫无争议的动物始祖,这一结论延续了整整一个世纪。
海绵的胜出逻辑简单直白:它太朴素了。作为固着在海底的滤食生物,它没有肌肉、没有神经元、没有肠道,甚至没有特化的组织器官,全身就像一团细胞集合体,只靠细胞协作完成滤食、呼吸等基本功能。
这完美契合了人类对演化的传统认知——从简单到复杂。科学家普遍认为,最早的动物必然是结构极简的,肌肉、神经等复杂特征,都是后来在演化中慢慢“攒”出来的。
《生命之树——如今有两种可能》的右侧(海绵先出假说):海绵位于生命树最根部,是最早从单细胞祖先分化出的类群,后面的栉水母、刺胞动物(水母、海葵)、两侧对称动物(包括人类),才逐步演化出神经、肌肉等复杂特征。这种“线性升级”的逻辑,不仅符合直觉,也和早期稀少的化石证据(岩石中多孔、分支管状痕迹)相吻合,因此被写进所有动物学教科书。
二、2008年惊天反转:栉水母凭基因组逆袭
21世纪初,快速廉价的DNA测序技术问世,原本想给海绵的“始祖地位”盖棺定论的科学家,却意外炸出了一个“黑马”——栉水母。
栉水母完全颠覆了“简单起源”的认知:它是身披彩虹光泽的透明捕食者,能在海里灵活游动,拥有完整的肠道、肌肉系统,还能通过神经控制纤毛运动,甚至会发光,结构复杂程度远超海绵。
耶鲁大学进化生物学家凯西·邓恩团队,首次将栉水母的基因组纳入分析,对比了77种生物的数千个基因序列。结果让所有人震惊:栉水母才是最早分化出的动物谱系,而非海绵。2008年这篇论文,像一颗炸弹引爆了学界。
这一结论对应第二张图左侧的“栉水母先出假说”:栉水母站在生命树最根部,而比它晚分化的海绵、扁盘动物,却没有神经和肌肉。这就引出了一个颠覆认知的问题:如果最早的动物就有复杂结构,后来的海绵为何“退化”了?
两种可能浮出水面:要么复杂特征(神经、肌肉)在始祖身上就已存在,后来被海绵等类群“丢弃”;要么这些特征不是只演化过一次,而是在栉水母和其他动物中“独立演化”了多次。这直接挑战了“从简单到复杂”的经典演化观。
三、近20年拉锯战:两张图看懂争论的核心
这场争论没有因为基因组数据而平息,反而陷入了“你来我往”的拉锯战,文章中的两张图,恰好记录了这场对决的全貌。我们一起来看看:
第一张图:Papers ping-pong(研究拉锯战)——近20年的观点攻防战
2008年以来,科学家对谁是最早动物的研究结论如何反复博弈,没有一方能一锤定音。
横轴:研究发表的年份(2010-2025),覆盖了争论最激烈的阶段;
纵轴:两大阵营——“Sponge-first(支持海绵先出现)”和“Comb-jelly-first(支持栉水母先出现)”;
核心信息:每个年份对应的研究结论,要么支持海绵,要么支持栉水母,像打乒乓球一样来回切换,没有形成统一答案。
图里藏着的3个关键信息
2008年是转折点,但不是终点2008年邓恩团队的基因组研究首次提出栉水母先出现,打破了海绵的百年共识。这张图从2010年开始,就展现了后续研究的攻防:有的研究跟进支持栉水母,有的研究反驳并重新支持海绵,没有一个观点能持续占据上风。
争论陷入数据+方法的博弈图里的来回切换不是科学家抬杠,而是研究方法、数据选择的差异导致的。文章里提到,哪怕是分析相同的数据,只要改变纳入哪些非动物类群(外类群)、假设基因如何演化这些细节,结论就可能反转。比如2021年罗卡斯团队的研究就发现,这些微小调整会直接影响结果——这也是图中观点反复的核心原因。
科学争论不是一锤定音,而是逐步逼近真相这张图看似原地打转,实则是科学进步的体现。每一次反驳都在完善研究方法,每一次支持都在补充新数据。比如2023年舒尔茨团队用染色体基因排列这种新方法支持栉水母,2025年金团队的研究虽因技术错误撤回,但也推动了方法的修正——这些都在图的拉锯中留下了痕迹。
第二张图:Tree of life-now with two options(生命之树——如今有两种可能)——两种演化假说的核心差异
这张图是争论的核心战场,它直观展示了海绵始祖和栉水母始祖两种假说,到底意味着演化逻辑的什么不同。
两张图的底部:都是Animals’closest single-celled relatives(动物最亲近的单细胞近亲)——这是所有动物的共同祖先(单细胞生物);
两张图的分支:都是五大动物类群——海绵(无神经、无肌肉)、栉水母(有神经、有肌肉)、扁盘动物(无神经、无肌肉)、刺胞动物(有神经、有肌肉)、两侧对称动物(有神经、有肌肉,包括人类);
两张图的核心差异:谁在最根部——根部代表最早分化出的动物谱系,是这场争论的关键。
两张图的差异,藏着演化的核心争议
左边:支持栉水母先出现的假说(Comb jelly-first)
结构特点:栉水母在最根部,是最早从单细胞祖先分化出来的动物;海绵、扁盘动物、刺胞动物、两侧对称动物在后面分支。
演化逻辑(颠覆传统认知):栉水母有神经、肌肉等复杂特征,而比它晚分化的海绵、扁盘动物却没有。这意味着两种可能:①复杂特征(神经、肌肉)在最早的动物(栉水母祖先)身上就已出现,后来海绵、扁盘动物在演化中“丢失”了这些特征;②复杂特征不是只演化过一次,而是在栉水母和其他动物中“独立演化”了多次。这种逻辑打破了“从简单到复杂”的传统演化观,也是它引发争议的核心。
右边:支持海绵先出现的假说(Sponge-first)
结构特点:海绵在最根部,是最早分化出的动物;栉水母、扁盘动物、刺胞动物、两侧对称动物在后面分支。
演化逻辑(符合传统认知):海绵没有神经、肌肉等复杂特征,是结构最简单的动物。后面分化出的栉水母、刺胞动物、两侧对称动物,逐步演化出了神经、肌肉等复杂特征——这完美契合“从简单到复杂”的演化直觉,也是它能占据百年共识的原因。
图里的关键细节:扁盘动物的佐证作用
两张图里,扁盘动物都没有神经、没有肌肉,这成为两派争论的辅助证据:
支持栉水母的一方认为:扁盘动物和海绵一样,都是丢失了祖先的复杂特征,进一步说明特征丢失在演化中是常见的;
支持海绵的一方认为:扁盘动物的简单结构,是从简单到复杂演化的中间状态,和海绵的简单性呼应,证明最早的动物必然是简单的。
两张图放在一起看:争论的本质不是谁先谁后,而是演化的复杂性
第一张图告诉我们:这场争论不是一方对一方错,而是科学方法、数据解读的差异导致的动态博弈;
第二张图告诉我们:这场争论的核心是演化模式的选择——动物的复杂性是逐步积累,还是可以先有、再丢,甚至独立演化。
简单说,这两张图把抽象的演化争论变得直观:第一张图是争论的过程记录,第二张图是争论的核心逻辑。看懂它们,就看懂了这场跨越近20年的科学争论,到底在争什么——它不是单纯的排序游戏,而是对生命演化本质的探索。
四、阵营对决背后:学科背景决定认知视角
这场争论之所以持续近20年,还因为科学家的阵营划分藏着明显的学科烙印:
海绵派:多来自动物学、进化发育生物学领域,常年观察动物的形态发育,亲眼见证肌肉、神经如何逐步形成,因此更相信渐变积累的演化逻辑。
栉水母派:多为基因组学背景,在基因层面见过太多特征获得又丢失的案例,比如某些物种丢失了祖先的翅膀、牙齿,因此更认可演化的灵活性。
但争论并未阻碍进步,反而催生了意外收获:科学家发现栉水母的神经系统是独一无二的——它没有其他动物都有的神经连接(突触),是一套独立演化出的全新系统;而海绵虽然没有特化组织,却能通过细胞协作完成类似免疫防御的复杂功能,其演化智慧远超想象。
更可贵的是科学的自我修正精神:2025年,加州大学伯克利分校的金团队发表论文支持海绵,却在其他团队重复实验时发现技术错误。他们没有回避,主动申请撤回论文,并坦言我们确实出错了。这种认错也是进步的态度,正是科学的核心魅力。
五、演化不是线性升级,而是复杂网状探索
这场动物始祖之争最大的价值,不是最终确定海绵赢还是栉水母赢,而是彻底打破了我们对演化的刻板认知:
演化不是从简单到复杂的单向升级,而是充满试错、丢失与创新的网状探索——复杂特征可能早期出现、后期丢弃,也可能独立演化多次;
科学真理不是百年共识,而是数据与方法的迭代——海绵的始祖地位看似无可辩驳,却被基因组数据推翻,新方法(染色体位置分析)又为栉水母提供了新证据;
科学争论不是内耗,而是进步的动力——近20年的拉锯战,让我们对海绵、栉水母的认知远超争论本身,也推动了演化生物学方法的革新。
解读文献:
https://doi.org/10.1038/d41586-026-00238-z"
作者:天辰娱乐
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