基因 进化的选择:卵生还是胎生?( 二 )


那么 , 一旦海洋物种进化出可以通过基因确定性别的能力 , 海洋动物就不再需要冒险进入陆地 , 它们能够完全适应海洋环境 。 没有了在陆地上行动和筑巢的需要 , 每一个类群都会演化出适应海洋生活方式的身体结合 , 例如鱼龙(Ichthyosauria) 。 龙鱼是一种生活在三叠纪的史前海洋爬行动物 , 它们并不能用腮呼吸 , 而是像鲸鱼一样用肺呼吸 。
龙鱼想象图
因此龙鱼经历了从海洋到陆地 , 再到海洋的演化过程 。 再次进入海洋 , 为了生存 , 它们的四肢进化成四条鳍 , 并且进化出扁形尾巴、背鳍 。 鱼龙繁衍时 , 也是把卵留在自己身体内部孵化 , 等小鱼龙诞生后再把它们释放到海洋中 。
一直以来 , 科学家认为鱼龙的爬行类祖先只有从海洋迁移到陆地 , 才演化出胎生 。 但是2014年 , 一个2.48亿年前的鱼龙化石的发现改变了这一观点 。 一只在分娩时死亡的鱼龙化石将时间定格在新生儿刚刚从母体骨盆间探出头的那一瞬间 。 大多数胎生海洋爬行动物出生时都是尾巴先长出来的 , 这样它们就可以在分娩过程中继续从母亲那里吸收氧气;但是鱼龙幼体头先出来的姿势表明鱼龙从更古老的陆地祖先那里继承了胎生方式 。 因此 , 最早的胎生陆地爬行动物至少在2.5亿年前就已出现 , 尽管在陆地上并没有发现如此古老的胎生动物化石 。
胎生卵生同时存在
三趾石龙子(Saiphos equalis)
对于一个物种来说 , 卵生还是胎生 , 是一个判断题 , 它们只能两者选择其一 。 但令人惊讶的是澳大利亚存在一种蜥蜴——三趾石龙子(Saiphos equalis) , 同时存在卵生和胎生两种生殖方式 。
生活在澳大利亚悉尼地区的三趾石龙子采用的是卵生 , 它们的卵壳非常薄 , 而且在卵产出以后胚胎几乎已经完全发育 , 这意味着它们的卵可以在很短的时间内(5天)就可以孵化 。 而生活在澳大利亚北部的三趾石龙子采用的是胎生 , 直接诞生幼崽 , 省去了5天的孵卵期 。 虽然繁殖方式不同 , 但它们可以互相交配繁育后代 , 并没有生殖隔离 , 这说明它们依旧是同一个物种 。
生物学家甚至发现一只三趾石龙子竟然在同一个孕期内产下三颗蛋和一只成活的幼崽 。
三趾石龙子(Saiphos equalis)
卵生还是胎生 , 取决于雌性体内基因表达的差异 , 即雌性体内哪些基因表示处于打开或关闭状态 。 在同一个物种中 , 雌性是否能够产生卵子取决于数千种基因的表达 , 当某些基因被打开时 , 雌性才能产生卵子 。 同样地 , 当其他的一些特定基因打开时 , 子宫才能庇护胚胎 。
但是在三趾石龙子体内中 , 两种基因都被表达出来 , 因此 , 科学家认为这种趾足石龙子正处于一种罕见的卵生生物和胎生生物之间的过渡阶段 。 但是最终的演化方向还不确定 , 因为生物的演化是一个随机的过程 , 随着环境的变化 , 它可能会改变已经选择的方向 , 转向另一个方向 。
也有科学家认为趾足石龙子处于返祖状态 , 即从胎生向卵生方向转变 。 二十年前 , 科学家认为胎生很难或不可能再次向卵生演化 。 但是越来越多的研究表明 , 生物的返祖演化相当普遍 , 逆向生长存在可能 。
三趾石龙子并不是唯一令生物学家惊叹的生物 。 海马是已知唯一一种雄性怀孕生子的动物:雌性可以将卵子转移到雄性的袋子中受精发育 , 海马雄性体内激活的基因与其他物种的雌性一样 。
讨论生物存在不同性别 , 事实上是在谈论的是动物完全不同的身体结构组织 , 本质上是在讨论生物体内的基因选择性表达 , 虽然不同的生物之间差异可能已存在百万年 , 但是在百万年甚至几亿年以前 , 它们由同一种物种演化而来 。
那么 , 不同的胎生物种由什么共同的基因推动?是什么基因推动了卵生?生物的进化有什么基本规则吗? 对于这些生命的奥秘 , 人类尚且还有很多未知等待探索 。
【基因|进化的选择:卵生还是胎生?】参考文献:
https://www.quantamagazine.org/egg-laying-or-live-birth-how-evolution-chooses-20200518/

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