Variabilität der Evolution: Lebendgeburt und Eiablage gleichzeitig bei Eidechsen der Art Saiphos equalis

Evolution ist eine heikle Angelegenheit. Der langsame und komplexe Prozess der Anpassung eines Organismus an Umweltbedingungen, das Auftreten einiger und das Aussterben anderer Arten, genetische Mutationen usw. Wir hören oft das Wort „Evolution“, aber der Prozess selbst kann aufgrund seiner Dauer nicht persönlich beobachtet werden. Wir können die Fossilien nur betrachten und mit modernen Organismen vergleichen, um nach Gemeinsamkeiten und Unterschieden zu suchen, die sich im Laufe der Zeit ergeben haben. Oder vergleichen Sie verschiedene Arten derselben Familie, die in verschiedenen Regionen leben. Evolution ist auch nicht ohne Sinn für Humor, denn wie kann man sonst die Existenz von Schnabeltieren, Kängurus, Fallfischen, Harpyien, Einhörnern usw. erklären? Jemand hier ist also eindeutig überflüssig.

Die Zeit, wie wir sie gewohnt sind, ist linear und bewegt sich wie die Evolution vorwärts. Es gefällt jedoch nicht allen Organismen, so dass einige einen Schritt oder ein paar Schritte zurücktreten und zu den vorherigen Stadien ihrer Entwicklung zurückkehren. Dieser Prozess wird als Reevolution bezeichnet. Am neugierigsten sind Kreaturen, die sich irgendwo außerhalb all dieser Konzepte befinden. Dazu gehören Eidechsen der Art Saiphos equalis, deren Weibchen sowohl Eier legen als auch Jungen zur Welt bringen können. Eine solche mütterliche Unsicherheit, die überraschenderweise nicht auf Einzelpersonen verteilt ist, sondern möglicherweise derselben Frau innewohnt: Wenn sie wollte, legte sie sich hin, sie wollte, sie gebar. Heute werden wir eine Beobachtung kennenlernen, in der wir dieses Merkmal zuerst im Detail untersucht haben. Welche strukturellen Veränderungen sind in der Schale vorhanden, warum sind Wissenschaftler nicht bereit, diese Eidechsenart der Reevolution zuzuschreiben, und unter welchen Bedingungen legen Frauen lieber Eier als eine Geburt? Antworten erwarten uns in einem Studiengruppenbericht. Lass uns gehen.

Hauptfigur

Bevor Sie nach der Antwort auf die Frage "Was ist vorher passiert - ein Ei oder eine Eidechse" suchen, sollten Sie die zentrale Figur dieser Studie etwas besser kennen. Saiphos equalis ist die einzige Art der Gattung Saiphos aus der Familie der Skink. Die Familie ist am vielfältigsten, denn sie hat etwa 130 Gattungen und mehr als 1.500 Arten.


Saiphos equalis

Saiphos equalis Eidechsen können leicht mit kleinen Schlangen verwechselt werden, besonders wenn Ihre Sicht nicht sehr gut ist. Und das alles, weil sie sehr kleine Pfoten mit jeweils drei Fingern haben. Die durchschnittliche Länge eines Individuums dieser Art beträgt 18 cm von der Nase bis zum Schwanz.

Die erste Erwähnung dieses endemischen * Australiens stammt aus dem Jahr 1825, verfasst vom britischen Zoologen John Edward Gray, der diese Art ursprünglich „Seps Equalis“ nannte. Mr. Gray trug es zur Gattung Saiphos.


John Edward Gray

Endemisch * - ein Vertreter der Flora oder Fauna, der ausschließlich in einer begrenzten Region lebt / wächst. Zum Beispiel Schnabeltiere in Australien, das Baikalrobben am Baikalsee, ein Knollenfrosch in Japan (dank der Leute, die nach Hawaii gekommen sind, hier haben Sie einen reisenden Frosch) usw.

Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal dieser Kreatur ist ihre Variabilität in Bezug auf die Fortpflanzung. Frauen dieser Art können auf drei Arten Nachkommen hervorbringen: Eiablage (15 Tage Inkubationszeit), Lebendgeburt und ein Zwischentyp mit Eiablage (5 Tage Inkubationszeit).

Die Inkubationszeit bei anderen Eidechsen ist viel länger, was auf den Übergang von Saiphos equalis von der Eiablage zur Lebendgeburt hinweisen kann. Darüber hinaus ist dieser Prozess stark mit den Umgebungsbedingungen verbunden. Frauen aus höheren Bergregionen (ab 1000 m über dem Meeresspiegel) sind vivipar, und Frauen aus dem Tiefland legen Eier mit einer kurzen Inkubationszeit.


Der zweite Name Saiphos equalis ist der gelbbauchige Dreifinger-Skink. Kommentar des Fotografen: Nicht tot - nur kalt.

Vivipare Weibchen bringen voll ausgebildete Jungen in einer transparenten Membran zur Welt. Ovipare Weibchen legen volle Eier (es gibt eine harte Schale), die Embryonen enthalten, die am Ende der Bildung schlüpfen. Der dritte Typ mit einer längeren Inkubationszeit (15 Tage) unterscheidet sich vom vorherigen nur durch eine stärkere Eierschale.

Diese Studie wäre jedoch für Zoologen nicht so schockierend, wenn es nicht eine Nuance gäbe - Lebendgeburt und Eiablage zusammen während derselben Schwangerschaftsperiode bei einer Frau. Und wenn man weiß, dass diese beiden Prozesse unterschiedliche Organe und biochemische Prozesse benötigen, wird klar, warum ein solches Phänomen so überraschend ist.

Einige Details zur Eiablage von den Forschern selbst. Weibchen von eierlegenden Eidechsenarten legen ihre Eier im embryonalen Stadium 30 ab, Jungtiere schlüpfen im Stadium 40. Weibchen der Art Saiphos equalis liegen jedoch bei 38-39, die Inkubationszeit beträgt durchschnittlich 5,5 Tage. Der Unterschied ist sehr auffällig. Lebendgeborene Kälber, die mit einer dünnen Membran bedeckt sind, werden innerhalb von 1,5 Tagen nach der Geburt daraus freigesetzt.

In ihrer Arbeit beschreiben Wissenschaftler Beobachtungen des weiblichen Saiphos equalis, der unter kontrollierten Laborbedingungen im Stadium 33 33 Eier legte und dann die Geburt eines voll ausgebildeten Jungen folgte. Die Wissenschaftler verglichen die Morphologie der Eierschale dieses Weibchens und der Weibchen, die Nachkommen hervorbringen, nur mit einer Methode (Lebendgeburt oder Eiablage).

Beobachtungsvorbereitung

Die Beobachtungen von Wissenschaftlern betrafen 40 Frauen von Saiphos equalis, die aus den hohen nördlichen Regionen und dem südlichen Tiefland stammen. Mit anderen Worten, von den beiden Gruppen nach der Geburtsmethode - lebend im Norden und Eiablage im Süden. Frauen wurden im Labor gehalten, wobei alles Notwendige berücksichtigt wurde: Temperaturbedingungen (17–26 ° C); Torfmoos-Substrat (55 mm); Photoperiode entsprechend dem natürlichen Lebensraum; Wasser und Nahrung (Grillen).

Das Hauptwerkzeug für die vergleichende Analyse der Struktur von Schale, Membran und Embryonen war ein Rasterelektronenmikroskop (REM). Die mit diesem Mikroskop aufgenommenen Bilder ermöglichten es, die Dicke der Schale (Schale oder Membran) herauszufinden. Jede Probe wurde 10 Mal in drei verschiedenen Bereichen mit einer 1000-9000-fachen Erhöhung getestet. Für die Datenanalyse wurde die ImageJ-Software verwendet.

Beobachtungsergebnisse

Wie wir bereits wissen, stellten die Wissenschaftler unter allen Probanden eine Frau fest. Noch vor der Geburt aller anderen 39 Frauen brachte sie 2 Eier zur Welt und nach einem weiteren Tag. Die Eier waren mit einer dünnen transparenten Membran bedeckt. Einer wurde für die anfängliche Analyse verwendet und die anderen beiden wurden inkubiert.

Es konnte festgestellt werden, dass sich der Embryo im Ei im Stadium 33 befindet, und dies ist ein viel früheres Stadium im Vergleich zu Standarddaten zur Embryonalentwicklung (Ei im Stadium 38-39).


Bilder von Embryonen: A - Embryo (Stadium 33) in einer dünnen transparenten Membran eines viviparen Weibchens; B - Schlüpfen desselben Embryos (Stadium 40) nach Inkubation; C - Embryo eines „ungewöhnlichen“ Weibchens im Stadium 33 (Eiweiß wurde entfernt).

Leider starb eines der inkubierten Eier, aber das zweite entwickelte sich ganz normal und ein voll ausgebildetes und gesundes Kalb wurde geboren. Von der Eiablage bis zum Schlüpfen vergingen 37 Tage. Das gleiche Weibchen brachte 41-48 Tage nach der Legung ein Junges zur Welt.

Wir fassen zusammen: 39 Frauen brachten ihre Nachkommen mit einer der Methoden zur Welt, 1 Frau entschied sich für beide und legte 3 Eier, und bei der Geburt brachte ein Vieh ein Junges zur Welt.

Nun war es notwendig, den Unterschied zwischen Embryonen und Muscheln bei Frauen zu verstehen, die eine bestimmte Fortpflanzungsmethode implementierten.


Bild Nr. 1: REM-Aufnahmen von Schalen und Membranen.

Oviparous S. Equalis

Die Eiablage-Schale von S. Equalis bestand aus einer äußeren Grobschicht, gefolgt von einer Membranschicht aus verwobenen Fasern, die in eine dichte kristalline Matrix (1a und 1b) eingebettet waren. Außenfasern sind am dicksten und enthalten kugelförmige Einsätze (markiert mit einem Pfeil für 1s).

Es ist erwähnenswert, dass sich zwischen der äußeren Kruste und der Membran eine weitere dünne zusätzliche Membran befindet. Achten Sie auf die Bilder 1a und 1b, in denen diese Übergangsebenen mit einem schwarzen Pfeil markiert sind.

Die innere Membran bedeckt eine weitere innere Trennschicht, die aus einer dichten Matrix dünner Fasern besteht. Die Morphologie der Schale zwischen den Stufen 36/37 und 39 ist extrem ähnlich, einschließlich des Verhältnisses der Schichten. Mit der Zeit nimmt die Schalendicke jedoch um 45,5% von 32,9 + 1,3 μm (Stufe 36/37) auf 17,9 + 2,5 μm (Stufe 39) ab.

Viviparous S. Equalis

Bei viviparem S. Equalis sind die Schalen (1d, 1e) den Eierschalen strukturell sehr ähnlich. Der Unterschied liegt hauptsächlich in der Trennschicht zwischen der äußeren harten Schale und der inneren Membran. Bei Vivipar ist diese Schicht besonders im Stadium 39/40 (schwarzer Pfeil auf 1e) ziemlich schwer zu identifizieren. Aus Bild 1d ist ersichtlich, dass im Stadium 36 eine Membran aus dichteren Fasern zur äußeren Schicht aufsteigt und eine Schicht aus dünneren Fasern in die dichte Matrix eingebettet ist. Mantelfasern haben im Stadium 39/40 (1e) einen gleichmäßigeren Durchmesser. In Stufe 36 beträgt die Schalendicke 11,67 + 1,9 & mgr; m und in Stufe 39/40 8,35 + 2,1 & mgr; m, d. H. Die Schale ist um 28,5% verdünnt. Die Hauptabnahme der Dicke wird in der Membranschicht beobachtet.

S. Equalis gemischte Reproduktionsmethode

Die Schalenmorphologie ( 1f ) ist in diesem Fall im Stadium 33 (unmittelbar nach der Eiablage) und im Stadium 40 (nach dem Schlüpfen) identisch. Die innere Trennschicht konnte nicht identifiziert werden. Die Fasern sind ziemlich gleichmäßig und dicht und die Dicke beträgt 9,27 + 0,25 Mikrometer. Die Proportionalität der Schalenschichten und ihre Gesamtdicke in solchen "Eiern" ist in der Leistung ähnlich wie bei normalen Eiern in den Legeeiern im Entwicklungsstadium 36. Darüber hinaus sind sie strukturell den Membranen in viviparen Eidechsen ähnlich. Mit anderen Worten, die Schale / Membran in Eidechsen mit einem gemischten Reproduktionsverfahren hat die Eigenschaften einer Schale in oviparer und einer Membran in viviparer gleichzeitig.


Bild Nr. 2: Messung und Vergleich der Dicke von Schalen, Membranen und Zwischenschichten.

Fig. 2a ist ein Maß für die Dicke der äußeren Schicht und die Gesamtdicke im Grenzstadium der Embryonalentwicklung. Die Messungen wurden 10 Mal für jede Probe in drei verschiedenen Regionen (verschiedene Punkte auf der Schale) durchgeführt: ovipar - 36/37 und 39, vivipar - 36 und 39/40, gemischte Reproduktion - 33.

Grafik 2b ist das Verhältnis der Dicke der äußeren Grobschicht und der Membran. Und Graph 2c ist die Dicke der äußeren Grobschicht in verschiedenen Stadien.

Für eine detailliertere Untersuchung der Studie empfehle ich dringend, dass Sie sich den Bericht von Wissenschaftlern ansehen.

Nachwort

Die Beobachtung der Eiablage und Lebendgeburt bei derselben Frau wurde erstmals in dieser Arbeit beschrieben. Laut Wissenschaftlern kann die Fähigkeit, Eier in Arten zu legen, die sich auf dem evolutionären Weg zur Lebendgeburt befinden, bedeuten, dass es möglich ist, diesen Prozess umzukehren. Mit anderen Worten, S. Equalis-Eidechsen, die den Übergang von der Eiablage zur Lebendgeburt begonnen haben, können aufgrund bestimmter Faktoren zum vorherigen Fortpflanzungssystem zurückkehren. Bisher können Forscher nicht sicher sagen, ob S. Equalis die gemischte Reproduktionsmethode beibehalten wird, aber es gibt eine solche Möglichkeit.

In Zukunft wird die Untersuchung dieses Phänomens fortgesetzt, wobei der Schwerpunkt auf der Identifizierung von Faktoren liegt, die einen solchen evolutionären Wandel beeinflusst haben. Wissenschaftler werden auch nach der Antwort auf die Frage suchen - ist es eine Re-Evolution oder ist es nur eine Übergangsphase, die wie geplant mit einem vollständigen Übergang zur Lebendgeburt endet. Darüber hinaus geben uns solche Beobachtungen mehr Informationen über Evolutionsprozesse im Allgemeinen, da wir sie mit unseren eigenen Augen beobachten können.

Die Natur hört nicht auf zu überraschen und schockiert uns manchmal mit ihrer Unvorhersehbarkeit. Jede neue Entdeckung gibt uns eine Antwort und weitere hundert Fragen, auf die wir als eine der neugierigsten Kreaturen auf dem Planeten einfach die Antworten finden müssen.



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