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三趾石龙子(Saiphos equalis)
先有鸡还是先有蛋?
这是一个古老的谜题 , 但从动物繁衍方式演化的角度来说 , 这个问题并不难回答 。 毫无疑问 , 卵生出现在胎生之前 , 也就是先有“蛋”后有“鸡” 。 所有陆地脊椎动物的祖先都是来自于五亿年前的一条鱼——盾皮鱼 , 毫无疑问 , 那时候这条鱼通过卵生繁衍后代 , 传承基因 。
但是在随后的数亿年的生命演化过程中 , 地球想出了两种让新生命进入世界的方法 , 要么将新生命放在一个蛋里 , 在那里新生命可以在继续生长 , 直到自己破壳而出;要么将它留在母亲体内 , 直到它发育成一个完全成形的新生命 。
那么在数亿年的生物演化的过程中 , 生物如何选择是卵生还是胎生?动物世界出现的卵生还是胎生这种严格的生殖二分法 , 是否有一些深层次的原因呢?
选择生命演化早期 , 动物通过卵生繁殖 。 通常情况下 , 雌性一次性将数千只卵子释放到这个世界 , 然后随机接受来自雄性释放的精子 , 由此产生的胚胎在复杂而危险的自然界发育成型 , 然后孵化 。 直到现在 , 许多生物 , 特别是小而简单的生物 , 仍然以这种方式繁殖 。
随着生命的演化 , 动物变得越来越复杂 , 脊椎动物 , 包括许多两栖动物、爬行动物 , 甚至一些鱼类(鲨鱼) , 转向另一种生殖方式:体部受精 。 这种情况下 , 雌性可以确保更高的卵子受精比 , 并且雌性可以更有选择性地选择与哪些雄性一起结合 , 繁殖后代 , 这种生殖方式产生的胚胎可以在母体内安全发育 , 直到离开母体 。
在地球生命进化的旅途中 , 胎生较晚出现 。 虽然科学家不知道第一种胎生动物是何时从母体内出来 , 但科学家知道是什么力量推动了从产卵到胎生的过渡 , 以及之前可能采取了哪些进化步骤 。
虽然两种生育方式都繁衍了后代 , 但它们却呈现出截然不同的优点和缺点 。 选择卵生的雌性可以更快地从孩子身上挣脱出来 。 例如 , 鸟类从未进化过胎生 , 可能是因为怀孕期间 , 鸟类无法支持飞行的能量成本 。 但是卵生让新生的蛋暴露危险的自然环境中 , 许多蛋来不及破壳就成为盗蛋者的美餐 。
另一方面 , 选择胎生的雌性可以容纳胚胎 , 保护胚胎免受捕食者和环境危害的时间更长 。 但是这样做的风险是怀孕会使雌性面临更多的能量消耗 , 并使雌性面临来自胚胎本身的巨大风险 , 动物会因为难产而死 。
在进化过程中 , 卵生和胎生的主要区别在于 , 雌性应该何时封印胚胎 。 如果雌性过早封印胚胎 , 就会成为蛋 , 如果封印得很晚 , 就会变成胎生 。 例如 , 大多数爬行动物会在胚胎发育到整个成形过程中约三分之一的时候产出 。
为了平衡卵生和胎生两种生殖方式存在的不足之处 , 有袋目动物演化出育儿袋 。 有袋目动物生下的幼崽实际上是未成熟的胎儿 , 但随后它们会在母亲的育儿袋内完成发育 。 通过这种方式 , 母亲可以为脆弱的后代提供保护 , 使其发育到一定大小 。
决定因素在生命进化的路途上 , 生物如何选择是胎生还是卵生呢?
2009年 , 《自然》杂志上的一篇论文证实:一个物种进化出胎生之前 , 这个物种可能必须进化出基因决定后代性别的能力 。 许多生物的性别并不是由基因决定 , 而是由环境因素 , 特别由温度所决定 , 环境因素决定胚胎是发育成雄性还是雌性 。 但是 , 通过胎生产出的后代的性别与基因确定性别存在强烈的统计联系 , 例如人类生出男孩或女孩的概率各占一半 , 这是由人类的性染色体所决定 , 但是卵生动物并不是这样 。
例如海龟 , 它们几乎不能在陆地上走动 , 但它们仍来海滩产卵 。 如果海龟把所有的卵子释放到海水里 , 所产生的后代更多可能的会是各种各样的雄性 , 因为海水的温度变化成都比陆地要小得多 。
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