先有雞還是先有蛋？這是一個困惑人類幾千年的問題。古希臘哲學家亞裡士多德（公元前 384—前 322 年）說過：“不可能有第一隻産生鳥的蛋，因為那樣就必須先有能生出這第一隻蛋的鳥。”雖然并沒有具體提及雞，但由于所有鳥類（包括雞）都生蛋，且所有的鳥都由蛋孵化而來，所以他談的是同一個邏輯難題。亞裡士多德的邏輯悖論在一定程度上也代表了許多人的觀點：鳥由鳥蛋孵化出來，而鳥蛋又是鳥産下的；沒有鳥蛋就不可能有鳥，沒有鳥，鳥蛋也無從産生，如何判定它們的先後？

按照佛教的說法，這個世界是沒有起始也沒有結束的。生命也是如此，“一切世間如衆生、諸法等皆無有始”（《佛光大辭典》）。佛教認為任何事物都有前因，也有後果，而這種因果關系構成了一個無始無終的鍊條。鳥和蛋也是這樣一種因果關系，并且一直存在着，無始無終，也就沒有誰先誰後的問題。與佛教的說法不同，基督教認為世間萬物都是上帝造的，所以是“有始”的。《聖經》“創世記”中寫道：“神說，水要多多滋生有生命的物，要有雀鳥飛在地面以上，天空之中。神就造出大魚和水中所滋生各樣有生命的動物，各從其類；又造出各樣飛鳥，各從其類。神看着是好的。”在這裡，神“造出各樣飛鳥”，并沒有說神先造出鳥蛋，再孵化成鳥。按此說法，這個世界上就先有鳥，後有鳥蛋。

科學研究表明，鳥類不是一開始就有的。鳥類出現在大約 1.6 億年前，而恐龍出現在大約 2.3 億年前。也就是說，在鳥類出現之前，恐龍已經在地球上生活了 7000 多萬年。目前，多數科學家仍相信鳥類是從恐龍而且最可能是從“獸腳亞目恐龍”（theropod）演化而來的。

和鳥一樣，恐龍也是産蛋的，而且恐龍蛋和鳥類蛋（如雞蛋）都屬于“羊膜卵”。羊膜卵外部有堅固耐水的鈣質硬殼，上有氣孔，供胚胎呼吸；蛋黃存在于外殼内，為胚胎提供營養；胚胎浸泡在由羊膜包裹而成羊膜囊的羊水中；此外還有尿囊，用于儲存代謝廢物。羊膜卵的這些構造特點使其可以在陸地的幹燥環境下生存，從而使脊椎動物的生殖過程擺脫對水環境的依賴。魚類和兩栖類動物（如青蛙）這些低等脊椎動物的卵不是羊膜卵，隻能産在水裡。青蛙還必須經過蝌蚪的變态發育階段，才能在陸地上生存。

具有羊膜卵結構的恐龍蛋，在鳥類出現之前就已存在很久了。也就是說，脊椎動物從海洋登陸所需要的卵在結構上的改變，在爬行動物（包括恐龍）階段就已經完成了，鳥類隻是繼續使用而已。恐龍蛋和鳥蛋在構造上的一緻性說明，從恐龍蛋變為鳥蛋，并沒有結構上的障礙需要跨越。所以現在鳥和鳥蛋的問題就變為：是恐龍先變成鳥，再産出鳥蛋，還是恐龍先産下鳥蛋，再孵化出鳥？要回答這個問題，就需要了解生物繁殖的過程和物種變化的機制。

生物的性狀是由 DNA 決定的。之所以“種瓜得瓜，種豆得豆”，是因為瓜和豆的 DNA 不同。現代的動物克隆技術可以僅從一滴鼠血（實為血液中白細胞的 DNA）就“變”出克隆鼠，說明 DNA 是決定生物性狀的關鍵物質。從恐龍到鳥的變化，也一定是由于 DNA 序列的改變。問題在于改變在什麼階段發生，在什麼細胞裡發生，以及這些改變對下一代的影響。

每個生物體，尤其是脊椎動物（包括魚類、兩栖類、爬行類、鳥類和哺乳類動物）這種高度複雜且壽命較長（多以年計）的生物，在生存環境中，由于身體會受到内部（如活性氧）和外部（如高能射線）持續不斷的侵襲，再加上細胞分裂時 DNA 複制錯誤等原因，總會有一些細胞的 DNA 序列發生突變。所以随着年齡增長，身體内一些細胞的 DNA 就會發生變化，不再與受精卵階段的 DNA 完全相同。

與其他脊椎動物一樣，恐龍體内也有兩類細胞。一類是構成身體的體細胞，例如構成心髒、肝髒、大腦、皮膚等的細胞，體細胞在數量上占據絕對優勢，具體執行各種生命活動；另一類是生殖細胞，它們肩負着繁殖後代的使命，并不負責其他生理功能。這兩類細胞中的DNA 都會發生突變，但後果卻完全不同。

體細胞内 DNA 的突變是零星和随機的，不同細胞内 DNA 突變的情況也不相同，所以沒有大規模統一的 DNA 序列改變，也不會出現某個基因在所有細胞内都發生某種突變的情形。一個細胞内發生 DNA 突變并不會使相鄰細胞發生同樣的突變，即 DNA 突變不會“擴散”，因而是“彼此隔絕”的。而物種的改變需要相關組織中所有細胞的 DNA都發生同樣的變化，顯然這是體細胞的零星突變不可能達到的。總體來看，從出生到死亡，生物個體的體細胞 DNA 仍會與受精卵保持高度一緻。利用成年動物的體細胞可以克隆出該種動物（即從體細胞發育出的個體與受精卵發育成的個體相同）充分證明了這一點。所以某隻恐龍從蛋中破殼而出後，這一生就隻能是恐龍，不會因其體細胞 DNA發生零星随機的突變就變成一隻鳥。

與體細胞不同，生殖細胞内 DNA 的改變會通過受精卵的分裂出現在子代生物體的所有細胞中，從而穩定地影響下一代的性狀表達。這種出現在子代體内所有細胞統一的 DNA 改變，正是形成新個體和新物種的先決條件。但是，生殖細胞 DNA 突變帶來的性狀改變隻能在後代中表達，而對生殖細胞 DNA 發生突變的親代個體并沒有影響，因為親代個體的體細胞中并未發生生殖細胞中的那種突變（體細胞和生殖細胞同時發生相同突變的概率極小，所有的體細胞和生殖細胞發生相同突變的概率為零）。如果生殖細胞 DNA 中的某個突變使其子代變成了鳥，那麼産生這個生殖細胞的恐龍仍是恐龍，而不是鳥。也就是說，由于生殖細胞 DNA 發生的突變，不是鳥的動物也可以生出鳥蛋來。而受精卵和發育成的個體其實是一回事，它們的 DNA 完全一緻，隻是發育階段不同而已。所以說，有了第一顆鳥蛋之後，才孵化出了第一隻鳥。

例如從恐龍變成鳥，恐龍體表覆蓋的鱗片變成了鳥的羽毛。恐龍鱗片和鳥類羽毛都是由β-角蛋白（β-keratin）組成的，但是鱗片和羽毛裡的 β-角蛋白在氨基酸序列和蛋白質結構上都有差異，所以從鱗片 β-角蛋白到羽毛β-角蛋白的轉變需要經曆DNA 序列的變化。如果某個恐龍（即親代恐龍）生殖細胞中某個鱗片 β-角蛋白的編碼基因發生突變，突變後的基因成為羽毛 β-角蛋白的編碼基因，那麼下一代恐龍（即子代恐龍）會因為所有的細胞都攜帶羽毛β-角蛋白基因，體表便可能會長出羽毛。當然，這隻是一個簡化了的模型，實際過程遠比此複雜。親代恐龍因為體細胞内沒有羽毛 β-角蛋白的基因，所以體表覆蓋的仍是鱗片，長不出羽毛。

如果将體表有羽毛覆蓋的恐龍定義為鳥，親代恐龍因為沒有羽毛，所以還不是鳥。但親代恐龍的生殖細胞内帶有羽毛β-角蛋白基因，可以使下一代長出羽毛，所以蛋裡孵出了鳥。由于受精卵被包裹在蛋裡，所以這個蛋從某種意義上來講，就不再是恐龍蛋了，而是鳥蛋。

恐龍與鳥的另一個重大區别，是恐龍有牙齒而鳥沒有牙齒。釉質，即包裹在牙齒外面那層堅硬的物質，是牙齒的重要成分之一。釉質的形成需要釉蛋白（enamelin），如果釉蛋白的編碼基因發生突變而喪失功能，就會影響牙齒的形成。研究發現，爬行動物都有正常表達的釉蛋白基因，但是這些基因在鳥類中卻喪失功能，變成“僞基因”，這便是鳥類沒有牙齒的原因之一。

如果親代的生殖細胞中某個釉蛋白基因發生突變（前提是這個釉蛋白基因不在性染色體上），會使該基因喪失功能，但是子代仍然是有可能長出牙齒的。因為受精卵是由精子和卵子結合而成，發育成的動物個體是二倍體，即有 2 份遺傳物質，每個基因也有雙份。如果卵子中的釉蛋白基因喪失功能，但精子裡的釉蛋白基因仍然是正常的，受精卵及其發育成的動物個體仍保留了 1 個正常的釉蛋白基因，子代就仍然能長出牙齒。隻有當精子和卵子的釉蛋白基因同時喪失功能時，二者結合産生的具有缺陷的受精卵發育出來的動物個體才長不出牙齒。

假設釉蛋白基因存在與否是牙齒能否生長的唯一決定性因素，并把牙齒消失作為恐龍變成鳥的标志。在 2 個釉蛋白基因都喪失功能的動物出現之前，一定存在隻攜帶 1 個釉蛋白基因喪失功能的雄恐龍和雌恐龍。它們因為仍保留了 1 個正常的釉蛋白基因，都還有牙齒，所以仍然是恐龍。在它們形成單倍體（隻有 1 份遺傳物質）的生殖細胞時，正常的釉蛋白基因和非正常的釉蛋白基因進入生殖細胞的機會是均等的。如果精子和卵子恰好都攜帶喪失功能的釉質蛋白基因，由它們形成的受精卵中就沒有正常的釉蛋白基因，其子代個體就不長牙，所以變成了鳥。在這裡，也是恐龍産下了鳥蛋。

“先有雞還是先有蛋”的問題之所以使人困惑，是因為把雞（或者鳥）看作一成不變的動物，鳥和蛋周而複始地循環，使人得不出這個問題的答案。但是如果從演化的觀點重新審視鳥類的起源，并且了解生殖細胞 DNA 的變異對其後代性狀表達的影響機制，這個問題便有了答案，那就是：先有鳥蛋，後有鳥。

本文摘編自《紛亂中的秩序2：生命現象的偶然與必然》（朱欽士著），标題和内容有調整。語音播報為智能生成，如有疑問請以文本為準。科學人文在線，與您共同關注科技史、科技哲學、科技前沿與科學傳播，關注人類社會的可持續發展，創造有價值的閱讀！

今日好書推薦

内容簡介

先有雞還是先有蛋？動物是如何感受痛覺和癢覺的？動物是如何産生視覺的？人體是如何感知時間的？成功和勤奮有關系嗎？人的智力有極限嗎？諸多的生命現象，哪些是必然的，哪些又是偶然的？本書收錄了由美國南加州大學醫學院朱欽士副教授為《生物學通報》撰寫的系列文章，以嚴謹科學的态度、通俗生動的語言，為我們揭開了生命科學中的種種奧秘。

作者簡介

朱欽士：早年畢業于北京大學生物學系，後來取得荷蘭阿姆斯特丹大學生物化學博士學位，曾任中科院生物物理研究所碩士研究生導師，在國内外主要學術雜志上發表研究論文30餘篇，參編第六版《十萬個為什麼》。研究領域廣泛，包括生物能、酶的結構和功能、蛋白質的合成與轉運、癌症與染色體、神經遞質、基因表達的調控機制、以及肝髒解毒系統等。

目 錄

1. 生命現象的偶然與必然

2. 先有雞還是先有蛋

3. 植物和動物的殊途同歸

4. 什麼是“表觀遺傳學”

5. 動物的痛覺和癢覺感受機制

6. 動物的視覺——從電磁波獲得外部世界的信息

7. 麼雄蟻沒有父親和兒子——淺談生物的性别分化機制

8. 螞蟻為什麼是“大力士”

9. 什麼是食物

10. 人體是如何感知時間的——談談“生物鐘”

11. 人腦的局限性——勤奮與事業成功的關系

12. 人的智力有極限嗎

13. 感覺、意識、情緒和智力

14. 我們的機體是如何解毒的

15. 肥胖與腸道細菌有關嗎

16. 為什麼人類能夠發出優美動聽的歌聲

17. 感冒為什麼難治

18. 為什麼說人屬于“單鞭毛生物”

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!