先有鸡还是先有蛋的问题（先有鸡还是先有蛋）

先有鸡还是先有蛋？这是一个困惑人类几千年的问题。古希腊哲学家亚里士多德（公元前 384—前 322 年）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。”虽然并没有具体提及鸡，但由于所有鸟类（包括鸡）都生蛋，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。亚里士多德的逻辑悖论在一定程度上也代表了许多人的观点：鸟由鸟蛋孵化出来，而鸟蛋又是鸟产下的；没有鸟蛋就不可能有鸟，没有鸟，鸟蛋也无从产生，如何判定它们的先后？

按照佛教的说法，这个世界是没有起始也没有结束的。生命也是如此，“一切世间如众生、诸法等皆无有始”（《佛光大辞典》）。佛教认为任何事物都有前因，也有后果，而这种因果关系构成了一个无始无终的链条。鸟和蛋也是这样一种因果关系，并且一直存在着，无始无终，也就没有谁先谁后的问题。与佛教的说法不同，基督教认为世间万物都是上帝造的，所以是“有始”的。《圣经》“创世记”中写道：“神说，水要多多滋生有生命的物，要有雀鸟飞在地面以上，天空之中。神就造出大鱼和水中所滋生各样有生命的动物，各从其类；又造出各样飞鸟，各从其类。神看着是好的。”在这里，神“造出各样飞鸟”，并没有说神先造出鸟蛋，再孵化成鸟。按此说法，这个世界上就先有鸟，后有鸟蛋。

科学研究表明，鸟类不是一开始就有的。鸟类出现在大约 1.6 亿年前，而恐龙出现在大约 2.3 亿年前。也就是说，在鸟类出现之前，恐龙已经在地球上生活了 7000 多万年。目前，多数科学家仍相信鸟类是从恐龙而且最可能是从“兽脚亚目恐龙”（theropod）演化而来的。

和鸟一样，恐龙也是产蛋的，而且恐龙蛋和鸟类蛋（如鸡蛋）都属于“羊膜卵”。羊膜卵外部有坚固耐水的钙质硬壳，上有气孔，供胚胎呼吸；蛋黄存在于外壳内，为胚胎提供营养；胚胎浸泡在由羊膜包裹而成羊膜囊的羊水中；此外还有尿囊，用于储存代谢废物。羊膜卵的这些构造特点使其可以在陆地的干燥环境下生存，从而使脊椎动物的生殖过程摆脱对水环境的依赖。鱼类和两栖类动物（如青蛙）这些低等脊椎动物的卵不是羊膜卵，只能产在水里。青蛙还必须经过蝌蚪的变态发育阶段，才能在陆地上生存。

具有羊膜卵结构的恐龙蛋，在鸟类出现之前就已存在很久了。也就是说，脊椎动物从海洋登陆所需要的卵在结构上的改变，在爬行动物（包括恐龙）阶段就已经完成了，鸟类只是继续使用而已。恐龙蛋和鸟蛋在构造上的一致性说明，从恐龙蛋变为鸟蛋，并没有结构上的障碍需要跨越。所以现在鸟和鸟蛋的问题就变为：是恐龙先变成鸟，再产出鸟蛋，还是恐龙先产下鸟蛋，再孵化出鸟？要回答这个问题，就需要了解生物繁殖的过程和物种变化的机制。

生物的性状是由 DNA 决定的。之所以“种瓜得瓜，种豆得豆”，是因为瓜和豆的 DNA 不同。现代的动物克隆技术可以仅从一滴鼠血（实为血液中白细胞的 DNA）就“变”出克隆鼠，说明 DNA 是决定生物性状的关键物质。从恐龙到鸟的变化，也一定是由于 DNA 序列的改变。问题在于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，尤其是脊椎动物（包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类动物）这种高度复杂且寿命较长（多以年计）的生物，在生存环境中，由于身体会受到内部（如活性氧）和外部（如高能射线）持续不断的侵袭，再加上细胞分裂时 DNA 复制错误等原因，总会有一些细胞的 DNA 序列发生突变。所以随着年龄增长，身体内一些细胞的 DNA 就会发生变化，不再与受精卵阶段的 DNA 完全相同。

与其他脊椎动物一样，恐龙体内也有两类细胞。一类是构成身体的体细胞，例如构成心脏、肝脏、大脑、皮肤等的细胞，体细胞在数量上占据绝对优势，具体执行各种生命活动；另一类是生殖细胞，它们肩负着繁殖后代的使命，并不负责其他生理功能。这两类细胞中的DNA 都会发生突变，但后果却完全不同。

体细胞内 DNA 的突变是零星和随机的，不同细胞内 DNA 突变的情况也不相同，所以没有大规模统一的 DNA 序列改变，也不会出现某个基因在所有细胞内都发生某种突变的情形。一个细胞内发生 DNA 突变并不会使相邻细胞发生同样的突变，即 DNA 突变不会“扩散”，因而是“彼此隔绝”的。而物种的改变需要相关组织中所有细胞的 DNA都发生同样的变化，显然这是体细胞的零星突变不可能达到的。总体来看，从出生到死亡，生物个体的体细胞 DNA 仍会与受精卵保持高度一致。利用成年动物的体细胞可以克隆出该种动物（即从体细胞发育出的个体与受精卵发育成的个体相同）充分证明了这一点。所以某只恐龙从蛋中破壳而出后，这一生就只能是恐龙，不会因其体细胞 DNA发生零星随机的突变就变成一只鸟。

与体细胞不同，生殖细胞内 DNA 的改变会通过受精卵的分裂出现在子代生物体的所有细胞中，从而稳定地影响下一代的性状表达。这种出现在子代体内所有细胞统一的 DNA 改变，正是形成新个体和新物种的先决条件。但是，生殖细胞 DNA 突变带来的性状改变只能在后代中表达，而对生殖细胞 DNA 发生突变的亲代个体并没有影响，因为亲代个体的体细胞中并未发生生殖细胞中的那种突变（体细胞和生殖细胞同时发生相同突变的概率极小，所有的体细胞和生殖细胞发生相同突变的概率为零）。如果生殖细胞 DNA 中的某个突变使其子代变成了鸟，那么产生这个生殖细胞的恐龙仍是恐龙，而不是鸟。也就是说，由于生殖细胞 DNA 发生的突变，不是鸟的动物也可以生出鸟蛋来。而受精卵和发育成的个体其实是一回事，它们的 DNA 完全一致，只是发育阶段不同而已。所以说，有了第一颗鸟蛋之后，才孵化出了第一只鸟。

例如从恐龙变成鸟，恐龙体表覆盖的鳞片变成了鸟的羽毛。恐龙鳞片和鸟类羽毛都是由β-角蛋白（β-keratin）组成的，但是鳞片和羽毛里的 β-角蛋白在氨基酸序列和蛋白质结构上都有差异，所以从鳞片 β-角蛋白到羽毛β-角蛋白的转变需要经历DNA 序列的变化。如果某个恐龙（即亲代恐龙）生殖细胞中某个鳞片 β-角蛋白的编码基因发生突变，突变后的基因成为羽毛 β-角蛋白的编码基因，那么下一代恐龙（即子代恐龙）会因为所有的细胞都携带羽毛β-角蛋白基因，体表便可能会长出羽毛。当然，这只是一个简化了的模型，实际过程远比此复杂。亲代恐龙因为体细胞内没有羽毛 β-角蛋白的基因，所以体表覆盖的仍是鳞片，长不出羽毛。

如果将体表有羽毛覆盖的恐龙定义为鸟，亲代恐龙因为没有羽毛，所以还不是鸟。但亲代恐龙的生殖细胞内带有羽毛β-角蛋白基因，可以使下一代长出羽毛，所以蛋里孵出了鸟。由于受精卵被包裹在蛋里，所以这个蛋从某种意义上来讲，就不再是恐龙蛋了，而是鸟蛋。

恐龙与鸟的另一个重大区别，是恐龙有牙齿而鸟没有牙齿。釉质，即包裹在牙齿外面那层坚硬的物质，是牙齿的重要成分之一。釉质的形成需要釉蛋白（enamelin），如果釉蛋白的编码基因发生突变而丧失功能，就会影响牙齿的形成。研究发现，爬行动物都有正常表达的釉蛋白基因，但是这些基因在鸟类中却丧失功能，变成“伪基因”，这便是鸟类没有牙齿的原因之一。

如果亲代的生殖细胞中某个釉蛋白基因发生突变（前提是这个釉蛋白基因不在性染色体上），会使该基因丧失功能，但是子代仍然是有可能长出牙齿的。因为受精卵是由精子和卵子结合而成，发育成的动物个体是二倍体，即有 2 份遗传物质，每个基因也有双份。如果卵子中的釉蛋白基因丧失功能，但精子里的釉蛋白基因仍然是正常的，受精卵及其发育成的动物个体仍保留了 1 个正常的釉蛋白基因，子代就仍然能长出牙齿。只有当精子和卵子的釉蛋白基因同时丧失功能时，二者结合产生的具有缺陷的受精卵发育出来的动物个体才长不出牙齿。

假设釉蛋白基因存在与否是牙齿能否生长的唯一决定性因素，并把牙齿消失作为恐龙变成鸟的标志。在 2 个釉蛋白基因都丧失功能的动物出现之前，一定存在只携带 1 个釉蛋白基因丧失功能的雄恐龙和雌恐龙。它们因为仍保留了 1 个正常的釉蛋白基因，都还有牙齿，所以仍然是恐龙。在它们形成单倍体（只有 1 份遗传物质）的生殖细胞时，正常的釉蛋白基因和非正常的釉蛋白基因进入生殖细胞的机会是均等的。如果精子和卵子恰好都携带丧失功能的釉质蛋白基因，由它们形成的受精卵中就没有正常的釉蛋白基因，其子代个体就不长牙，所以变成了鸟。在这里，也是恐龙产下了鸟蛋。

“先有鸡还是先有蛋”的问题之所以使人困惑，是因为把鸡（或者鸟）看作一成不变的动物，鸟和蛋周而复始地循环，使人得不出这个问题的答案。但是如果从演化的观点重新审视鸟类的起源，并且了解生殖细胞 DNA 的变异对其后代性状表达的影响机制，这个问题便有了答案，那就是：先有鸟蛋，后有鸟。

本文摘编自《纷乱中的秩序2：生命现象的偶然与必然》（朱钦士著），标题和内容有调整。语音播报为智能生成，如有疑问请以文本为准。科学人文在线，与您共同关注科技史、科技哲学、科技前沿与科学传播，关注人类社会的可持续发展，创造有价值的阅读！

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内容简介

先有鸡还是先有蛋？动物是如何感受痛觉和痒觉的？动物是如何产生视觉的？人体是如何感知时间的？成功和勤奋有关系吗？人的智力有极限吗？诸多的生命现象，哪些是必然的，哪些又是偶然的？本书收录了由美国南加州大学医学院朱钦士副教授为《生物学通报》撰写的系列文章，以严谨科学的态度、通俗生动的语言，为我们揭开了生命科学中的种种奥秘。

作者简介

朱钦士：早年毕业于北京大学生物学系，后来取得荷兰阿姆斯特丹大学生物化学博士学位，曾任中科院生物物理研究所硕士研究生导师，在国内外主要学术杂志上发表研究论文30余篇，参编第六版《十万个为什么》。研究领域广泛，包括生物能、酶的结构和功能、蛋白质的合成与转运、癌症与染色体、神经递质、基因表达的调控机制、以及肝脏解毒系统等。

目 录

1. 生命现象的偶然与必然

2. 先有鸡还是先有蛋

3. 植物和动物的殊途同归

4. 什么是“表观遗传学”

5. 动物的痛觉和痒觉感受机制

6. 动物的视觉——从电磁波获得外部世界的信息

7. 么雄蚁没有父亲和儿子——浅谈生物的性别分化机制

8. 蚂蚁为什么是“大力士”

9. 什么是食物

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