至于地球上的生命从何而来一直是科学家探索世界的一大焦点。
你知道地球上最古老的生物是什么吗?就是大约35亿年前的蓝藻蓝藻。
蓝绿藻方案图
说到物种的繁衍,我们总是要争论先有鸡还是先有蛋。
如果我们知道动物繁殖的进化过程,或许这个问题就迎刃而解了。
如果我们暂时不考虑鸡的进化过程,应该是先有蛋,后有鸡。
“先有鸡还是先有蛋”已经成为一个科学和哲学的问题
动物的主要繁殖方式有哪些?为什么有的动物可以同时有两种繁殖方式?这种特殊的繁殖方式的原因是什么?物种繁殖方式进化的原因是什么?
接下来我们想知道的是一种非常特殊的繁殖物种。既能产卵又能产后代的就是三趾石龙子。人类正在见证物种的进化。
三趾石龙子腿细可爱
动物的繁殖方式主要有两种
我们先来认识一下动物界常见的两种繁殖方式,卵生和胎生.
卵生
卵生是指动物受精卵在母体体外发育的过程。基本上,除了一些哺乳动物,其他很多动物都是采用这种繁殖方式。
胚胎在鸡蛋或鸡蛋中,它吸收的所有营养都来自蛋黄。
卵生图
大多数爬行类、两栖类、鸟类、哺乳动物中的单孔类动物在繁殖后代时的环境都不一样,因为卵和卵一般都是裸露的,所以很容易被其他动物吃掉或者破坏。
所以它们会用自己的方法来保护自己的卵和卵,比如罗非鱼会把卵含在嘴里孵化,乌龟和一些蛇也会把卵埋在沙子里。
温暖的沙子可以帮助卵孵化,也是安全的
胎生
哺乳动物中,除了鸭嘴兽和针鼹是通过产卵繁殖的,其余都是胎生的。
雄性和雌性动物交配后,受精卵会在雌性动物的子宫内发育成熟,然后通过产道产生。
在这个过程中,胚胎主要依靠吸收母体血液中的营养和氧气。在子宫恒温环境下,可以保证正常的代谢活动和酶的活动,为胎儿的成活率提供一定的保障。卵黄囊和胚胎的发育过程
动物繁殖的神奇模式
这两种方式都是在动物的进化过程中发展出来的。出于对环境的适应,它们还发展出一种介于卵生和胎生之间的繁殖方式,叫做卵生。
卵胎生
生物学家此前发现,一些鲨鱼种类,如巨鲨、角鲨和护士鲨,以及一些蜥蜴和毒蛇,可以直接生育。
不过,它们的繁殖方式和胎生的不一样。胎儿早期会在卵子里发育,而不是在子宫里吸收胎盘的营养。不会滑入子宫,直到发育完全,然后胎生。
星鲨、锯鲨……有些毒蛇、胎生蜥蜴都是卵生动物。
三趾石龙子。方式。
虽然采用这种方式的动物并不多,但也并不少见,但是生物学家在研究有性生殖的复杂性和多变性时发现了一个特殊的物种。
这个物种可以胎生也可以卵生,也就是说可以产卵或者产下后代。脚趾石龙子”。
超乎人类想象的神秘生物——三趾石龙子
美国发表研究成果。科学家在澳大利亚观察一只三趾石龙子,发现它在同一孕期不仅产下了3个卵,还生下了1只幼崽。科学家认为,三趾石龙子处于卵生动物和胎生动物的过渡阶段。
不过三趾石龙子还是很特别的存在。科学家们以前研究过卵生动物。蜥蜴是利用这种方式繁衍后代的物种之一,但三趾石龙子采用的胎生方式却有一定区别。
为什么觉得这种繁殖方式特别?一般来说,动物只能采用一种繁殖方式。就算是卵胎生动物,最后也只能以一种形态生出后代。
哺乳动物性别之间存在全基因组基因表达变异
卵和胎生动物,无论是卵生还是胎生,当它们的子宫正在使卵子或胚胎受精时,与那些没有怀孕的动物相比,数以千万计的基因存在差异表达。
因为在怀孕期间,子宫内的某个基因被激活,这种差异也表现在两种不同的生育方式上。
所以产卵和生育后代表现出完全不同的生理结构,而已知从产卵进化为胎生,至少独立进化了121次。
所以当人们发现这种三趾石龙子同时采用两种繁殖方式时,就显得很特别了。
两栖动物的繁殖
特殊的繁殖性能
这项研究的作者之一、悉尼大学的进化生物学家卡米拉·惠廷顿在接受采访时说,三趾石龙子是“世界上最奇怪的蜥蜴”世界”,可能会为科学界提供更多关于的繁殖策略进化的信息。
科学家们一直在澳大利亚研究石龙子,结果是几种蜥蜴物种在不同的环境下采用胎生和产卵的方式,科学家称之为“双峰繁殖”,三趾石龙子发现2014年的就是其中一个物种。
当时科学家发现,悉尼附近的三趾石龙子,也就是澳洲南部的三趾石龙子,是通过产卵繁殖的,而在澳洲北部则是直接产卵繁殖的。
三趾石龙子幼虫
三趾石龙子特殊繁殖的原因
科学家根据基因表达推测这种三趾石龙子采用两种生殖方式同时进行,子宫有很多基因被卵子和胚胎同时激活。如果是这样,那么这可能就是它既产卵又产后代的直接原因。
不过,这种繁殖模式的进化原因和现实情况还没有得到完全解释,惠灵顿团队基于其他原因给出了另外两种解释。
一方面,科学家认为,这只“胎生”幼崽可能是三趾石龙子在生产过程中受环境影响,比其他三只卵早产,所以更早孵化成幼崽的结果形状。
三趾石龙子
另一方面,科学家从进化的角度推测,三趾石龙子可能具有在卵生和胎生之间来回转换的能力。也许人类正在见证进化不一定是。
所以目前很少有动物会在胎生的情况下回到产卵,或者朝着全新的方向进化。
地球近6亿年经历的3次大冰期和2次大间冰期示意图我们之前反复提到,脊椎动物的胎生模式其实是从卵生动物的祖先进化来的,而决定因素是环境。
动物在进化上越来越复杂,也需要面对很多复杂的环境。爬行动物甚至一些鱼类都逐渐采用了体内受精。
让胚胎直接在子宫内发育,发育完成不离开母体,大大提高了幼崽的成活率。
但这种方法还是受到一定的限制,比如母体的大小,物种在食物链中的地位等。
几种脊椎动物的胚胎外观都比较小
小动物很难采用胎生的方式,比如鸟类,它们往往需要在空中飞翔,胎生对它们来说需要更多的能量,这限制了他们的行动。
而一些处于食物链低端的动物需要面对很多天敌,而活产也会更容易接触到外界,难以逃脱危险。
良好的自然环境才能保护物种的多样性
虽然地球的环境在人类活动的影响下已经遭到破坏,但与几千万甚至上亿年前相比,也许更稳定。
而现在人类已经意识到物种的重要性,更加积极地保护环境,所以动物真正进化出胎生和卵生来回切换的能力也不是没有可能。