Статья о эволюционных разворотах яйцеклетки.
Наши самые ранние предки позвоночных откладывали яйца, но за миллионы лет эволюции некоторые виды стали живородящими.
В размножении позвоночных наблюдается традиционная дихотомия: виды либо откладывают яйца, либо рожают живых. Однако, как это часто бывает в биологии, все не так просто, как кажется на первый взгляд, и есть горстка позвоночных животных, которые делают и то, и другое.
Одним из них является трехпальцевый сцинк (Saiphos equis). Недавние исследования показывают, что сцинк, откладывающий яйца, в настоящее время может находиться в процессе перехода от откладывания яйца к рождению живого существа.
Их изучение дает нам уникальную возможность наблюдать за эволюцией в действии.
Сцинк имеет характерный желтый живот и длинное, стройное тело, идеально подходящее для его подземного образа жизни.
Есть две основные репродуктивные стратегии у позвоночных.
Животные, которые откладывают яйца, называются яйцекладущими. Например, многие виды рыб нерестят икру, которая оплодотворяется извне. У других видов яйцекладущих, включая птиц и некоторых ящериц и змей, икринки оплодотворяются внутри матери, добавляется яичная скорлупа, а затем откладываются.
В отличие от этого, живородящие переносят эмбрионы внутрь до тех пор, пока они не будут полностью развиты. Эмбрионы могут полностью полагаться на желток для питания, или же родители могут обеспечить дополнительное питание, иногда через плаценту (как у человека).
Существуют веские доказательства того, что откладка яиц является родовой процедурой при рождении, что означает, что они появились на свет первыми. Многие физиологические изменения были необходимы для того, чтобы живые роды произошли в результате откладки яиц. С этим переходом некоторые структуры были утрачены, в том числе твердая внешняя яичная скорлупа. Другие механизмы были приобретены для обеспечения выживания эмбриона внутри родителя, в том числе обеспечение достаточного количества кислорода и воды в процессе развития.
Эволюция живых родов происходила часто, в том числе, по крайней мере, 121 раз в независимых группах рептилий.
Эволюционные "развороты" яйцекладки происходят гораздо реже, вероятно, потому, что восстановить физиологический механизм производства яичной скорлупы было бы исключительно трудно.
Несмотря на огромную разницу между откладкой яиц и живорождением, некоторые виды могут делать и то, и другое. Это явление, называемое "бимодальное размножение", встречается исключительно редко. В мире насчитывается более 6500 видов ящериц, но только три вида демонстрируют бимодальное размножение.
Например сцинк с тремя пальцами живородящий, но есть и другие
- они откладывают яйца. Несмотря на то, что они размножаются по-разному, предыдущие исследования показали, что эти ящерицы являются одним видом.
Трехпалый сцинк показывает географическую вариативность в репродуктивном режиме.
Даже члены вида, откладывающие яйца, являются странными, так как яйца удерживаются в материнском организме в течение относительно длительного времени. После откладки обыкновенные яйца вылупляются не менее чем за 35 дней до вылупления, но некоторые трехпалые яйца вылупляются уже через пять дней после откладки.
Одна самка даже откладывала яйца и в том же помёте родила живую ящерицу.
Большинство аспектов развития животного контролируется его генами, но не все гены всегда активны. Гены могут быть выражены (включены) в различной степени, а экспрессия генов может прекратиться, когда в ней нет необходимости.
Сцинковая матка, откладывающая яйца, подвергается лишь нескольким генетическим изменениям между тем, что она пустая, и тем, что она держит яйцо.
Живоносная сцинковая матка отличается. Она подвергается тысячам генетических изменений, которые помогают поддерживать развивающегося сцинка, включая гены, которые, вероятно, помогают обеспечить кислородом и водой, а также регулируют иммунную систему матери, чтобы защитить плод от иммунологического приступа.
Как и ожидалось, живородящие сцинка претерпевают тысячи генетических изменений во время беременности, чтобы произвести на свет здоровое потомство.