Variabilidad de la evolución: nacimiento vivo y puesta de huevos simultáneamente en lagartos de la especie Saiphos equalis

La evolución es un asunto delicado. El proceso lento y complejo de adaptar un organismo a las condiciones ambientales, la aparición de algunas y la extinción de otras especies, mutaciones genéticas, etc. A menudo escuchamos la palabra "evolución", pero el proceso en sí mismo, debido a su duración, no se puede observar personalmente. Solo podemos considerar los fósiles y compararlos con los organismos modernos, buscando características y diferencias comunes que han surgido con el tiempo. O compare diferentes especies de la misma familia que viven en diferentes regiones. La evolución tampoco carece de sentido del humor, porque de qué otra manera explicar la existencia de ornitorrincos, canguros, peces caídos, arpías, unicornios, etc. Entonces, alguien aquí es claramente superfluo.

El tiempo, como estamos acostumbrados a entenderlo, es lineal y avanza, como la evolución. Sin embargo, no a todos los organismos les gusta, por lo que algunos retroceden o retroceden unos pasos, volviendo a las etapas anteriores de su desarrollo. Este proceso se llama re-evolución. Los más curiosos son las criaturas que están en algún lugar fuera de todos estos conceptos. Estos incluyen lagartos de la especie Saiphos equalis, cuyas hembras son capaces de poner huevos y parir cachorros. Tal incertidumbre materna, que sorprendentemente no se distribuye entre los individuos, pero puede ser inherente a la misma hembra: si quería, hacía una postura, quería, daba a luz. Hoy nos familiarizaremos con una observación en la que primero estudiamos esta característica en detalle. ¿Qué cambios estructurales están presentes en el caparazón? ¿Por qué los científicos no están listos para atribuir esta especie de lagartos a la reevolución, y bajo qué condiciones las hembras prefieren poner huevos en lugar de dar a luz? Las respuestas nos esperan en un informe del grupo de estudio. Vamos

Personaje principal

Antes de comenzar a buscar la respuesta a la pregunta "qué sucedió antes: un huevo o un lagarto", vale la pena descubrir la figura central de este estudio. Saiphos equalis es la única especie del género Saiphos de la familia skink. La familia es la más rica en diversidad, ya que tiene alrededor de 130 géneros y más de 1,500 especies.


Saiphos equalis

Los lagartos Saiphos equalis pueden confundirse fácilmente con pequeñas serpientes, especialmente si su visión no es muy buena. Y todo porque tienen patas muy pequeñas con tres dedos en cada una. La longitud promedio de un individuo de esta especie es de 18 cm desde la nariz hasta la cola.

La primera mención de esta especie endémica * de Australia data de 1825, escrita por el zoólogo británico John Edward Gray, quien originalmente llamó a esta especie "Seps equalis". El Sr. Gray lo llevó al género Saiphos.


John Edward Gray

Endémico * : un representante de la flora o fauna que vive / crece exclusivamente en una región limitada. Por ejemplo, ornitorrincos en Australia, la foca Baikal en el lago Baikal, una rana tuberosa en Japón (gracias a las personas que vinieron a Hawai, aquí tienes una rana viajera), etc.

La característica distintiva más importante de esta criatura es su variabilidad en materia de reproducción. Las hembras de esta especie pueden producir descendencia de tres maneras: puesta de huevos (15 días del período de incubación), nacimientos vivos y un tipo intermedio con puesta de huevos (5 días del período de incubación).

El período de incubación en otros lagartos es mucho más largo, lo que puede indicar la transición de Saiphos equalis de la oviposición a un nacimiento vivo. Además, este proceso está fuertemente asociado con las condiciones ambientales. Entonces, las hembras de las regiones montañosas más altas (desde 1000 m sobre el nivel del mar) son vivíparas, y las hembras de las tierras bajas ponen huevos con un corto período de incubación.


El segundo nombre Saiphos equalis es el skink de tres dedos de vientre amarillo. Comentario del fotógrafo: no muerto, solo frío.

Las hembras vivíparas dan a luz a cachorros completamente formados en una membrana transparente. Las hembras ovíparas ponen huevos completos (hay una cáscara dura), que contienen embriones que eclosionan al final de la formación. El tercer tipo con un período de incubación más largo (15 días) difiere del anterior solo en una cáscara de huevo más fuerte.

Sin embargo, este estudio no sería tan impactante para los zoólogos si no fuera por un matiz: el nacimiento vivo y la puesta de huevos juntos durante el mismo período de embarazo en una mujer. Y sabiendo que estos dos procesos necesitan diferentes órganos y procesos bioquímicos, queda claro por qué este fenómeno es tan sorprendente.

Algunos detalles sobre la puesta de huevos de los propios investigadores. Las hembras de las especies de lagartos que ponen huevos ponen huevos en la etapa embrionaria 30, las crías nacen en la etapa 40. Pero las hembras de la especie Saiphos equalis ponen en 38-39, el período de incubación promedia 5.5 días. La diferencia es muy notable. Las crías nacidas vivas cubiertas con una membrana delgada se liberan dentro de los 1,5 días posteriores al nacimiento.

En su trabajo, los científicos describen observaciones de la hembra Saiphos equalis, que bajo condiciones controladas de laboratorio puso 33 huevos en la etapa 33, luego siguió el nacimiento de un cachorro completamente formado. Los científicos compararon la morfología de la cáscara de los huevos de esta hembra y las hembras que producen descendencia por un solo método (nacimiento vivo o puesta de huevos).

Preparación de observación

Las observaciones de los científicos involucraron a 40 mujeres de Saiphos equalis, recolectadas de las regiones altas del norte y las tierras bajas del sur. En otras palabras, de los dos grupos según el método de nacimiento: vivir en el norte y ovipositar en el sur. Las hembras se mantuvieron en el laboratorio, teniendo en cuenta todo lo necesario: condiciones de temperatura (17–26 ° C); sustrato de turba (55 mm); fotoperíodo correspondiente al hábitat natural; agua y comida (grillos).

La herramienta principal para el análisis comparativo de la estructura de la concha, la membrana y los embriones fue un microscopio electrónico de barrido (SEM). Las imágenes obtenidas con este microscopio permitieron conocer el grosor de la carcasa (carcasa o membrana). Cada muestra se probó 10 veces en tres áreas diferentes utilizando un aumento de 1000-9000 veces. Para el análisis de datos, se utilizó el software ImageJ.

Resultados de observación

Como ya sabemos, entre todos los sujetos, los científicos observaron a una mujer. Incluso antes del nacimiento de las otras 39 hembras, ella dio a luz a 2 huevos, y después de un día más. Los huevos estaban cubiertos con una delgada membrana transparente. Uno se usó para el análisis inicial y los otros dos se incubaron.

Fue posible descubrir que el embrión en el huevo está en la etapa 33, y esta es una etapa mucho más temprana en comparación con los datos estándar sobre el desarrollo embrionario (huevo en la etapa 38-39).


Imágenes de embriones: A - embrión (etapa 33) dentro de una membrana delgada y transparente de una hembra vivípara; B - eclosión del mismo embrión (etapa 40) después de la incubación; C - embrión de una hembra "inusual" tomada en la etapa 33 (se extrajo la clara de huevo).

Desafortunadamente, uno de los huevos incubados murió, pero el segundo se desarrolló de manera completamente normal, y nació un ternero completamente formado y sano. Pasaron 37 días desde el momento de la oviposición hasta la eclosión. La misma hembra, 41-48 días después de la puesta, dio a luz a un cachorro.

Resumimos: 39 hembras dieron a luz a su descendencia usando uno de los métodos, 1 hembra decidió usar ambas y puso 3 huevos, y al nacer un ganado dio a luz a un cachorro.

Ahora era necesario comprender la diferencia entre embriones y conchas en las hembras que implementaron un método particular de reproducción.


Imagen No. 1: imágenes SEM de conchas y membranas.

Ovíparo S. equalis

La cáscara de puesta de huevos de S. equalis consistía en una capa gruesa externa, seguida de una capa de membrana de fibras entrelazadas incrustadas en una densa matriz cristalina (1a y 1b). Las fibras externas son las más gruesas y contienen insertos globulares (marcados con una flecha por 1s).

Vale la pena señalar que entre la corteza externa y la membrana hay otra membrana adicional delgada. Presta atención a las imágenes 1a y 1b, en las que estas capas de transición están marcadas con una flecha negra.

La membrana interna cubre otra capa de separación interna, que consiste en una matriz densa de fibras delgadas. La morfología de la concha entre las etapas 36/37 y 39 es extremadamente similar, incluida la relación de las capas. Sin embargo, con el tiempo, el grosor de la cubierta disminuye en un 45.5% de 32.9 + 1.3 μm (etapa 36/37) a 17.9 + 2.5 μm (etapa 39).

Viviparous S. equalis

En S. equalis vivíparos, las cáscaras (1d, 1e) son estructuralmente muy similares a las cáscaras de huevo. La diferencia radica principalmente en la capa de separación entre la cubierta dura externa y la membrana interna. En vivíparo, esta capa es bastante difícil de identificar, especialmente en la etapa 39/40 (flecha negra en 1e). De la imagen 1d, se puede ver que en la etapa 36, ​​una membrana de fibras más densas comienza a elevarse hacia la capa externa, y una capa de fibras más delgadas se incrusta en la matriz densa. Las fibras de la vaina tienen un diámetro más uniforme en la etapa 39/40 (1e). En la etapa 36, ​​el espesor de la cubierta es de 11.67 + 1.9 μm, y en la etapa 39/40 es de 8.35 + 2.1 μm, es decir, la cubierta se adelgaza en un 28.5%. La disminución principal en el espesor se observa en la capa de membrana.

Método de reproducción mixta de S. equalis

La morfología de la concha ( 1f ) en este caso es idéntica en la etapa 33 (inmediatamente después de la oviposición) y en la etapa 40 (después de la eclosión). No se pudo identificar la capa interna de separación. Las fibras son bastante uniformes y densas, y el grosor es de 9.27 + 0.25 micras. La proporcionalidad de las capas de la cáscara y su grosor total en tales "huevos" es similar en rendimiento a los huevos normales en los huevos ponedores en la etapa de desarrollo 36. Además, son estructuralmente similares a las membranas de los lagartos vivíparos. En otras palabras, la concha / membrana en lagartos con un método de reproducción mixta tiene las propiedades de una concha en ovíparo y una membrana en vivíparo al mismo tiempo.


Imagen No. 2: medición y comparación del grosor de conchas, membranas y capas intermedias.

La figura 2a es una medida del grosor de la capa externa y el grosor total en la etapa limitante del desarrollo embrionario. Las mediciones se llevaron a cabo 10 veces para cada muestra en tres regiones diferentes (diferentes puntos en la concha): ovíparo - 36/37 y 39, vivíparo - 36 y 39/40, reproducción mixta - 33.

El gráfico 2b es la relación del grosor de la capa gruesa externa y la membrana. Y el gráfico 2c es el grosor de la capa gruesa externa en diferentes etapas.

Para un estudio más detallado del estudio, le recomiendo que examine el informe de los científicos .

Epílogo

La observación de la oviposición y el nacimiento vivo en la misma mujer se describió por primera vez en este trabajo. Según los científicos, la capacidad de poner huevos en especies que están en el camino evolutivo para nacer vivos puede significar que es posible revertir este proceso. En otras palabras, los lagartos de S. equalis, que comenzaron la transición de la oviposición al nacimiento, pueden, debido a ciertos factores, regresar al sistema reproductivo anterior. Hasta ahora, los investigadores no pueden decir con certeza si S. equalis retendrá el método de reproducción mixta, pero existe esa posibilidad.

En el futuro, el estudio de este fenómeno continuará con énfasis en la identificación de factores que influyeron en un cambio tan evolutivo. Los científicos también buscarán la respuesta a la pregunta: ¿es una reevolución o es solo un período de transición, que terminará con una transición completa al nacimiento vivo, según lo planeado? Además, tales observaciones nos dan más información sobre los procesos evolutivos en general, ya que podemos observarlas con nuestros propios ojos.

La naturaleza no deja de sorprendernos y, a veces, nos sorprende con su imprevisibilidad. Cada nuevo descubrimiento nos da una respuesta y otras cien preguntas a las cuales nosotros, como una de las criaturas más curiosas del planeta, simplemente debemos encontrar las respuestas.



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