Variabilité de l'évolution: naissance vivante et ponte simultanée chez les lézards de l'espèce Saiphos equalis

L'évolution est une affaire délicate. Le processus lent et complexe d'adaptation d'un organisme aux conditions environnementales, l'apparition de certaines et l'extinction d'autres espèces, les mutations génétiques, etc. Nous entendons souvent le mot «évolution», mais le processus lui-même, en raison de sa durée, ne peut pas être observé personnellement. Nous ne pouvons que considérer les fossiles et les comparer avec des organismes modernes, à la recherche de caractéristiques communes et de différences qui sont apparues au fil du temps. Ou comparez différentes espèces d'une même famille vivant dans différentes régions. L'évolution n'est pas non plus sans sens de l'humour, car comment expliquer autrement l'existence des ornithorynques, des kangourous, des poissons tombants, des harpies, des licornes, etc. Donc, quelqu'un ici est clairement superflu.

Le temps, tel que nous sommes habitués à le comprendre, est linéaire et va de l'avant, comme l'évolution. Cependant, tous les organismes ne l'aiment pas, donc certains font un pas ou quelques pas en arrière, revenant aux étapes précédentes de leur développement. Ce processus est appelé ré-évolution. Les plus curieuses sont les créatures qui se trouvent quelque part en dehors de tous ces concepts. Il s'agit notamment des lézards de l'espèce Saiphos equalis, dont les femelles sont capables à la fois de pondre des œufs et de donner naissance à des petits. Une telle incertitude maternelle, qui n'est étonnamment pas répartie entre les individus, mais peut être inhérente à la même femelle: si elle voulait, elle faisait une ponte, elle voulait, elle avait accouché. Aujourd'hui, nous allons faire connaissance avec une observation dans laquelle nous avons d'abord étudié cette fonctionnalité en détail. Quels changements structurels sont présents dans la coquille, pourquoi les scientifiques ne sont-ils pas prêts à attribuer cette espèce de lézards à la ré-évolution, et dans quelles conditions les femelles préfèrent-elles pondre des œufs plutôt que d'accoucher? Des réponses nous attendent dans un rapport de groupe d'étude. Allons-y.

Personnage principal

Avant de commencer à chercher la réponse à la question «ce qui s'est passé avant - un œuf ou un lézard», il vaut mieux connaître un peu mieux la figure centrale de cette étude. Saiphos equalis est la seule espèce du genre Saiphos de la famille des scinques. La famille est la plus riche en diversité, car elle compte environ 130 genres et plus de 1 500 espèces.


Saiphos equalis

Les lézards Saiphos equalis peuvent être facilement confondus avec de petits serpents, surtout si votre vision n'est pas très bonne. Et tout cela parce qu'ils ont de très petites pattes avec trois doigts sur chacun. La longueur moyenne d'un individu de cette espèce est de 18 cm du nez à la queue.

La première mention de cette endémie * d' Australie date de 1825, rédigée par le zoologiste britannique John Edward Gray, qui appelait à l'origine cette espèce «Seps equalis». M. Gray l'a porté au genre Saiphos.


John Edward Gray

Endémique * - un représentant de la flore ou de la faune qui vit / pousse exclusivement dans une région limitée. Par exemple, les ornithorynques en Australie, le phoque du Baïkal sur le lac Baïkal, une grenouille tubéreuse au Japon (grâce aux personnes qui sont venues à Hawaï, ici vous avez une grenouille qui voyage), etc.

Le trait distinctif le plus significatif de cette créature est sa variabilité en matière de reproduction. Les femelles de cette espèce peuvent produire une progéniture de trois manières: ponte (15 jours de la période d'incubation), naissance vivante et un type intermédiaire avec ponte (5 jours de la période d'incubation).

La période d'incubation chez d'autres lézards est beaucoup plus longue, ce qui peut indiquer la transition de Saiphos equalis de la ponte à la naissance vivante. De plus, ce processus est fortement associé aux conditions environnementales. Ainsi, les femelles des régions montagneuses supérieures (à 1000 m d'altitude) sont vivipares, et les femelles des plaines pondent des œufs avec une courte période d'incubation.


Le deuxième nom Saiphos equalis est le scinque à trois doigts à ventre jaune. Commentaire du photographe: Pas mort - juste froid.

Les femelles vivipares donnent naissance à des petits entièrement formés dans une membrane transparente. Les femelles ovipares pondent des œufs pleins (il y a une coquille dure), qui contiennent des embryons qui éclosent à la fin de la formation. Le troisième type avec une période d'incubation plus longue (15 jours) ne diffère du précédent que par une coquille d'oeuf plus solide.

Cependant, cette étude ne serait pas aussi choquante pour les zoologistes si ce n'était d'une nuance - naissance vivante et ponte ensemble pendant la même période de grossesse chez une femme. Et sachant que ces deux processus ont besoin d'organes et de processus biochimiques différents, il devient clair pourquoi un tel phénomène est si surprenant.

Quelques détails sur la ponte des chercheurs eux-mêmes. Les femelles des espèces de lézards pondeuses pondent des œufs au stade embryonnaire 30, les jeunes éclosent au stade 40. Mais les femelles de l'espèce Saiphos equalis pondent à 38-39, la période d'incubation est en moyenne de 5,5 jours. La différence est très sensible. Les veaux nés vivants recouverts d'une fine membrane en sont libérés dans les 1,5 jours suivant la naissance.

Dans leur travail, les scientifiques décrivent les observations de la femelle Saiphos equalis, qui, dans des conditions de laboratoire contrôlées, a pondu 33 œufs au stade 33, puis la naissance d'un ourson complètement formé a suivi. Les scientifiques ont comparé la morphologie de la coquille des œufs de cette femelle et des femelles qui produisent une progéniture par une seule méthode (naissance vivante ou ponte).

Préparation de l'observation

Les observations des scientifiques ont impliqué 40 femelles de Saiphos equalis, collectées dans les régions du nord et les plaines du sud. En d'autres termes, des deux groupes selon le mode de naissance - porteur vivant au nord et ponte au sud. Les femelles ont été maintenues au laboratoire en tenant compte de tout ce qui était nécessaire: conditions de température (17-26 ° C); substrat de mousse de tourbe (55 mm); photopériode correspondant à l'habitat naturel; eau et nourriture (grillons).

Le principal outil d'analyse comparative de la structure de la coquille, de la membrane et des embryons était un microscope électronique à balayage (MEB). Les images obtenues avec ce microscope ont permis de connaître l'épaisseur de la coque (coque ou membrane). Chaque échantillon a été testé 10 fois dans trois domaines différents en utilisant une augmentation de 1 000 à 9 000 fois. Pour l'analyse des données, le logiciel ImageJ a été utilisé.

Résultats d'observation

Comme nous le savons déjà, parmi tous les sujets, les scientifiques ont noté une femme. Même avant la naissance des 39 autres femelles, elle a donné naissance à 2 œufs, et après un jour de plus. Les œufs étaient recouverts d'une fine membrane transparente. L'un a été utilisé pour l'analyse initiale et les deux autres ont été incubés.

Il a été possible de découvrir que l'embryon dans l'œuf est au stade 33, et c'est un stade beaucoup plus précoce par rapport aux données standard concernant le développement embryonnaire (œuf au stade 38-39).


Images d'embryons: A - embryon (stade 33) à l'intérieur d'une fine membrane transparente d'une femelle vivipare; B - éclosion du même embryon (stade 40) après incubation; C - embryon d'une femelle «inhabituelle» prélevé au stade 33 (le blanc d'œuf a été retiré).

Malheureusement, l'un des œufs incubés est mort, mais le second s'est développé complètement normalement et un veau entièrement formé et en bonne santé est né. 37 jours se sont écoulés entre la ponte et l'éclosion. La même femelle, 41-48 jours après la ponte, a donné naissance à un petit.

Pour résumer: 39 femelles ont donné naissance à leur progéniture en utilisant l'une des méthodes, 1 femelle a décidé d'utiliser les deux et a pondu 3 œufs, et à la naissance, elle a donné naissance à un petit.

Maintenant, il était nécessaire de comprendre la différence entre les embryons et les coquilles chez les femelles qui mettaient en œuvre une méthode de reproduction particulière.


Image n ° 1: images MEB de coques et de membranes.

Ovipare S. equalis

La coquille de ponte de S. equalis consistait en une couche externe grossière, suivie d'une couche de membrane de fibres entrelacées noyées dans une matrice cristalline dense (1a et 1b). Les fibres externes sont les plus épaisses et contiennent des inserts globulaires (marqués d'une flèche pendant 1 s).

Il convient de noter qu'entre la croûte extérieure et la membrane se trouve une autre mince membrane supplémentaire. Faites attention aux images 1a et 1b, dans lesquelles ces couches de transition sont marquées d'une flèche noire.

La membrane intérieure recouvre une autre couche de séparation intérieure, constituée d'une matrice dense de fibres minces. La morphologie de la coquille entre les étapes 36/37 et 39 est extrêmement similaire, y compris le rapport des couches. Cependant, au fil du temps, l'épaisseur de la coque diminue de 45,5% de 32,9 + 1,3 μm (stade 36/37) à 17,9 + 2,5 μm (stade 39).

Vivipare S. equalis

Chez S. equalis vivipare, les coquilles (1d, 1e) sont structurellement très similaires aux coquilles d'oeufs. La différence réside principalement dans la couche de séparation entre la coque dure externe et la membrane interne. Chez les vivipares, cette couche est assez difficile à identifier, surtout au stade 39/40 (flèche noire sur 1e). De l'image 1d, on peut voir qu'au stade 36, une membrane de fibres plus denses commence à s'élever vers la couche externe, et une couche de fibres plus fines est noyée dans la matrice dense. Les fibres de la gaine ont un diamètre plus uniforme au stade 39/40 (1e). Au stade 36, l'épaisseur de la coque est de 11,67 + 1,9 μm, et au stade 39/40, elle est de 8,35 + 2,1 μm, c'est-à-dire que la coque est amincie de 28,5%. La principale diminution d'épaisseur est observée dans la couche membranaire.

Méthode de reproduction mixte de S. equalis

La morphologie de la coquille ( 1f ) dans ce cas est identique au stade 33 (immédiatement après la ponte) et au stade 40 (après l'éclosion). La couche intérieure de séparation n'a pas pu être identifiée. Les fibres sont assez uniformes et denses, et l'épaisseur est de 9,27 + 0,25 microns. La proportionnalité des couches de coquille et son épaisseur totale dans de tels "œufs" sont similaires en termes de performance aux œufs normaux des œufs pondants au stade de développement 36. De plus, elles sont structurellement similaires aux membranes des lézards vivipares. En d'autres termes, la coquille / membrane chez les lézards avec une méthode de reproduction mixte a les propriétés d'une coquille chez les ovipares et d'une membrane chez les vivipares en même temps.


Image n ° 2: mesure et comparaison de l'épaisseur des coques, membranes et couches intermédiaires.

La figure 2a est une mesure de l'épaisseur de la couche externe et de l'épaisseur totale au stade limite du développement embryonnaire. Les mesures ont été effectuées 10 fois pour chaque échantillon dans trois régions différentes (différents points sur la coquille): ovipare - 36/37 et 39, vivipare - 36 et 39/40, reproduction mixte - 33.

Le graphique 2b est le rapport de l'épaisseur de la couche grossière externe et de la membrane. Et le graphique 2c est l'épaisseur de la couche grossière externe à différents stades.

Pour une étude plus détaillée de l'étude, je vous recommande fortement de consulter le rapport des scientifiques .

Épilogue

L'observation de la ponte et de la naissance vivante chez la même femelle a d'abord été décrite dans ce travail. Selon les scientifiques, la capacité de pondre des œufs sur des espèces en voie d'évolution vers la naissance vivante peut signifier qu'il est possible d'inverser ce processus. En d'autres termes, les lézards S. equalis, qui ont commencé la transition de la ponte à la naissance vivante, peuvent, en raison de certains facteurs, revenir au système reproducteur précédent. Jusqu'à présent, les chercheurs ne peuvent pas dire avec certitude si S. equalis conservera la méthode de reproduction mixte, mais il existe une telle possibilité.

À l'avenir, l'étude de ce phénomène se poursuivra en mettant l'accent sur l'identification des facteurs qui ont influencé un tel changement de réévolution. Les scientifiques chercheront également la réponse à la question - s'agit-il d'une ré-évolution ou s'agit-il simplement d'une période de transition, qui se terminera par une transition complète vers la naissance vivante, comme prévu. De plus, de telles observations nous donnent plus d'informations sur les processus évolutifs en général, car nous pouvons les observer de nos propres yeux.

La nature ne cesse de nous étonner et nous choque parfois par son imprévisibilité. Chaque nouvelle découverte nous donne une réponse et une centaine de questions auxquelles nous, en tant qu'une des créatures les plus curieuses de la planète, devons simplement trouver les réponses.



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