Variabilitas evolusi: kelahiran hidup dan bertelur secara serentak di kadal spesies Saiphos equalis

Evolusi adalah masalah yang rumit. Proses yang lambat dan kompleks dalam mengadaptasi suatu organisme dengan kondisi lingkungan, penampilan beberapa dan kepunahan spesies lain, mutasi genetik, dll. Kita sering mendengar kata "evolusi", tetapi proses itu sendiri, karena durasinya, tidak dapat diamati secara pribadi. Kita hanya dapat mempertimbangkan fosil dan membandingkannya dengan organisme modern, mencari ciri-ciri umum dan perbedaan yang muncul seiring waktu. Atau bandingkan spesies berbeda dari keluarga yang sama yang tinggal di wilayah yang berbeda. Evolusi juga bukan tanpa rasa humor, karena bagaimana lagi menjelaskan keberadaan platipus, kangguru, ikan drop, harpa, unicorn, dll. Jadi, seseorang di sini jelas berlebihan.

Waktu, sebagaimana kita terbiasa memahaminya, adalah linier dan bergerak maju, seperti evolusi. Namun, tidak semua organisme menyukainya, jadi beberapa mengambil langkah atau beberapa langkah mundur, kembali ke tahap perkembangan sebelumnya. Proses ini disebut evolusi ulang. Yang paling aneh adalah makhluk yang berada di suatu tempat di luar semua konsep ini. Ini termasuk kadal dari spesies Saiphos equalis, betina yang mampu bertelur dan melahirkan anak. Ketidakpastian keibuan seperti itu, yang secara mengejutkan tidak terdistribusi di antara individu-individu, tetapi mungkin melekat pada wanita yang sama: jika dia mau, dia membuat peletakan, dia ingin, dia melahirkan. Hari ini kita akan berkenalan dengan pengamatan di mana kita pertama kali mempelajari fitur ini secara rinci. Perubahan struktural apa yang ada dalam cangkang, mengapa para ilmuwan tidak siap untuk menghubungkan spesies kadal ini dengan evolusi ulang, dan dalam kondisi apa wanita lebih suka bertelur daripada melahirkan? Jawaban menunggu kami dalam laporan kelompok belajar. Ayo pergi.

Karakter utama

Sebelum Anda mulai mencari jawaban untuk pertanyaan "apa yang terjadi sebelumnya - telur atau kadal", ada baiknya sedikit lebih baik untuk mengetahui sosok sentral dari penelitian ini. Saiphos equalis adalah satu-satunya spesies dari genus Saiphos dari keluarga kadal. Keluarga adalah yang terkaya dalam keanekaragaman, karena ia memiliki sekitar 130 genera dan lebih dari 1.500 spesies.


Saiphos equalis

Kadal Saiphos equalis dapat dengan mudah disalahartikan sebagai ular kecil, terutama jika penglihatan Anda tidak terlalu bagus. Dan semuanya karena mereka memiliki cakar yang sangat kecil dengan masing-masing tiga jari. Panjang rata-rata individu dari spesies ini adalah 18 cm dari hidung ke ekor.

Penyebutan pertama * Australia endemik ini berasal dari tahun 1825, ditulis oleh ahli zoologi Inggris John Edward Gray, yang awalnya menyebut spesies ini “Seps equalis”. Pak Gray membawanya ke genus Saiphos.


John Edward Gray

Endemik * - perwakilan flora atau fauna yang hidup / tumbuh secara eksklusif di satu wilayah terbatas. Sebagai contoh, platipus di Australia, anjing laut Baikal di Danau Baikal, katak tuberous di Jepang (terima kasih kepada orang-orang yang datang ke Hawaii, di sini Anda memiliki katak bepergian), dll.

Ciri pembeda yang paling signifikan dari makhluk ini adalah variabilitasnya dalam hal reproduksi. Betina dari spesies ini dapat menghasilkan keturunan dengan tiga cara: bertelur (15 hari dari masa inkubasi), kelahiran hidup dan tipe perantara dengan bertelur (5 hari dari masa inkubasi).

Masa inkubasi di kadal lain jauh lebih lama, yang mungkin menunjukkan transisi Saiphos equalis dari oviposisi ke kelahiran hidup. Apalagi proses ini sangat terkait dengan kondisi lingkungan. Jadi, betina dari daerah pegunungan yang lebih tinggi (dari 1000 m di atas permukaan laut) adalah vivipar, dan betina dari dataran rendah bertelur dengan periode inkubasi yang pendek.


Nama kedua Saiphos equalis adalah kadal tiga jari berperut kuning. Komentar fotografer: Tidak mati - hanya dingin.

Betina vivipar melahirkan anaknya yang terbentuk sepenuhnya dalam membran transparan. Betina Oviparous bertelur penuh (ada cangkang keras), yang mengandung embrio yang menetas di akhir formasi. Jenis ketiga dengan masa inkubasi yang lebih lama (15 hari) berbeda dari yang sebelumnya hanya di kulit telur yang lebih kuat.

Namun, penelitian ini tidak akan begitu mengejutkan bagi ahli zoologi jika bukan karena satu nuansa - kelahiran hidup dan bertelur bersama selama periode kehamilan yang sama pada satu perempuan. Dan mengetahui bahwa kedua proses ini membutuhkan organ dan proses biokimia yang berbeda, menjadi jelas mengapa fenomena seperti itu sangat mengejutkan.

Beberapa perincian tentang bertelurnya telur dari peneliti sendiri. Betina dari spesies kadal bertelur bertelur pada tahap embrionik 30, menetas muda pada tahap 40. Tetapi betina dari spesies Saiphos equalis bertelur pada 38-39, periode inkubasi rata-rata 5,5 hari. Perbedaannya sangat mencolok. Anak lahir hidup yang ditutupi dengan selaput tipis dilepaskan darinya dalam waktu 1,5 hari setelah kelahiran.

Dalam karya mereka, para ilmuwan menggambarkan pengamatan Saiphos equalis betina, yang di bawah kondisi laboratorium terkontrol bertelur 33 pada tahap 33, kemudian kelahiran anak ayam yang sepenuhnya terbentuk mengikuti. Para ilmuwan membandingkan morfologi cangkang telur betina dan betina yang menghasilkan keturunan hanya dengan satu metode (kelahiran hidup atau bertelur).

Persiapan Observasi

Pengamatan para ilmuwan melibatkan 40 wanita Saiphos equalis, dikumpulkan dari daerah utara yang tinggi dan dataran rendah selatan. Dengan kata lain, dari dua kelompok menurut metode kelahiran - bantalan hidup di utara dan ovipositing di selatan. Betina disimpan di laboratorium, dengan mempertimbangkan segala yang diperlukan: kondisi suhu (17–26 ° C); substrat gambut (55 mm); penyinaran yang sesuai dengan habitat alami; air dan makanan (jangkrik).

Alat utama untuk analisis komparatif dari struktur cangkang, membran, dan embrio adalah mikroskop elektron pemindaian (SEM). Gambar yang diperoleh dengan mikroskop ini memungkinkan untuk mengetahui ketebalan cangkang (cangkang atau membran). Setiap sampel diuji 10 kali dalam tiga bidang yang berbeda menggunakan peningkatan 1000-9000 kali. Untuk analisis data, perangkat lunak ImageJ digunakan.

Hasil Pengamatan

Seperti yang sudah kita ketahui, di antara semua subjek, para ilmuwan mencatat satu perempuan. Bahkan sebelum kelahiran 39 betina lainnya, ia melahirkan 2 butir telur, dan setelah satu hari lagi. Telur-telur itu ditutupi dengan selaput transparan tipis. Satu digunakan untuk analisis awal, dan dua lainnya diinkubasi.

Dimungkinkan untuk mengetahui bahwa embrio dalam telur berada pada stadium 33, dan ini adalah tahap yang jauh lebih awal dibandingkan dengan data standar mengenai perkembangan embrionik (telur pada stadium 38-39).


Gambar embrio: Embrio A (tahap 33) di dalam selaput transparan tipis dari betina vivipar; B - menetas dari embrio yang sama (tahap 40) setelah inkubasi; C - embrio dari betina "tidak biasa" yang diambil pada stadium 33 (putih telur dihilangkan).

Sayangnya, salah satu telur yang diinkubasi mati, tetapi yang kedua berkembang sepenuhnya normal, dan anak sapi yang terbentuk dan sehat lahir. 37 hari berlalu dari saat oviposition hingga penetasan. Betina yang sama, 41-48 hari setelah peletakan, melahirkan satu anak.

Untuk meringkas: 39 perempuan melahirkan anak mereka menggunakan salah satu metode, 1 perempuan memutuskan untuk menggunakan keduanya dan bertelur 3, dan setelah lahir, ia melahirkan satu anak.

Sekarang perlu untuk memahami perbedaan antara embrio dan kerang pada wanita yang menerapkan metode reproduksi tertentu.


Gambar No. 1: Gambar SEM dari kerang dan membran.

Oviparous S. equalis

Cangkang bertelur S. equalis terdiri dari lapisan kasar luar, diikuti oleh lapisan membran serat terjalin yang tertanam dalam matriks kristal padat (1a dan 1b). Serat eksternal adalah yang paling tebal dan mengandung sisipan globular (ditandai dengan panah untuk 1s).

Perlu dicatat bahwa antara kerak luar dan membran adalah membran tambahan tipis lain. Perhatikan gambar 1a dan 1b, di mana lapisan transisi ini ditandai dengan panah hitam.

Membran bagian dalam mencakup lapisan pemisahan bagian dalam lainnya, terdiri dari matriks padat serat tipis. Morfologi cangkang antara tahap 36/37 dan 39 sangat mirip, termasuk rasio lapisan. Namun, seiring waktu, ketebalan cangkang berkurang 45,5% dari 32,9 + 1,3 μm (tahap 36/37) menjadi 17,9 + 2,5 μm (tahap 39).

Viviparous S. equalis

Pada S. equalis yang vivipar, cangkang (1d, 1e) secara struktural sangat mirip dengan cangkang telur. Perbedaannya terletak terutama pada lapisan pemisahan antara cangkang keras luar dan membran dalam. Secara vivipar, lapisan ini cukup sulit untuk diidentifikasi, terutama pada tahap 39/40 (panah hitam pada 1e). Dari gambar 1d, dapat dilihat bahwa pada tahap 36, membran serat yang lebih tebal mulai naik ke lapisan luar, dan lapisan serat yang lebih tipis tertanam dalam matriks padat. Serat sarung lebih berdiameter seragam pada tahap 39/40 (1e). Pada tahap 36, ketebalan cangkang adalah 11,67 + 1,9 μm, dan pada tahap 39/40 itu adalah 8,35 + 2,1 μm, yaitu, cangkang ditipis oleh 28,5%. Penurunan ketebalan utama diamati pada lapisan membran.

S. equalis metode reproduksi campuran

Morfologi shell ( 1f ) dalam hal ini identik pada stadium 33 (segera setelah oviposisi) dan stadium 40 (setelah menetas). Lapisan dalam pemisahan tidak dapat diidentifikasi. Seratnya cukup seragam dan padat, dan ketebalannya 9,27 + 0,25 mikron. Proporsionalitas lapisan cangkang dan ketebalan totalnya dalam "telur" tersebut serupa dalam kinerja dengan telur normal pada telur bertelur pada tahap perkembangan 36. Selain itu, mereka secara struktural mirip dengan membran di kadal vivipar. Dengan kata lain, cangkang / membran dalam kadal dengan metode reproduksi campuran memiliki sifat-sifat cangkang dalam ovipar dan membran dalam vivipar pada saat yang sama.


Gambar No. 2: pengukuran dan perbandingan ketebalan cangkang, membran, dan lapisan antara.

Gambar 2a adalah ukuran dari ketebalan lapisan luar dan total ketebalan pada tahap pembatas perkembangan embrio. Pengukuran dilakukan 10 kali untuk setiap sampel di tiga wilayah berbeda (titik berbeda pada cangkang): ovipar - 36/37 dan 39, vivipar - 36 dan 39/40, reproduksi campuran - 33.

Grafik 2b adalah rasio ketebalan lapisan kasar luar dan membran. Dan grafik 2c adalah ketebalan lapisan kasar luar pada tahapan yang berbeda.

Untuk studi yang lebih rinci dari studi ini, saya sangat menyarankan Anda melihat laporan para ilmuwan .

Epilog

Pengamatan oviposisi dan kelahiran hidup pada wanita yang sama pertama kali dijelaskan dalam karya ini. Menurut para ilmuwan, kemampuan untuk bertelur dalam spesies yang berada di jalur evolusi untuk kelahiran hidup dapat berarti bahwa adalah mungkin untuk membalikkan proses ini. Dengan kata lain, kadal S. equalis, yang memulai transisi dari oviposisi ke kelahiran hidup, dapat, karena faktor-faktor tertentu, kembali ke sistem reproduksi sebelumnya. Sejauh ini, para peneliti tidak dapat mengatakan dengan pasti apakah S. equalis akan mempertahankan metode reproduksi campuran, tetapi ada kemungkinan seperti itu.

Di masa depan, studi tentang fenomena ini akan dilanjutkan dengan penekanan pada identifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan re-evolusi. Para ilmuwan juga akan mencari jawaban untuk pertanyaan - apakah itu evolusi ulang atau hanya periode transisi, yang akan berakhir dengan transisi lengkap untuk kelahiran hidup, seperti yang direncanakan. Selain itu, pengamatan semacam itu memberi kita lebih banyak informasi mengenai proses evolusi secara umum, karena kita dapat mengamatinya dengan mata kepala sendiri.

Alam tidak berhenti memukau, dan terkadang mengejutkan kita dengan ketidakpastiannya. Setiap penemuan baru memberi kita satu jawaban dan seratus pertanyaan lain yang harus kita, sebagai salah satu makhluk paling aneh di planet ini, harus menemukan jawabannya.



Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikannya kepada teman-teman Anda, diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server entry-level yang kami buat untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $ 20 atau bagaimana membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps hingga musim panas gratis ketika membayar untuk jangka waktu enam bulan, Anda dapat memesan di sini .

Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 249 di Belanda dan Amerika Serikat! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?