Variabilidade da evolução: nascidos vivos e postura de ovos simultaneamente em lagartos da espécie Saiphos equalis

A evolução é uma questão delicada. O processo lento e complexo de adaptar um organismo às condições ambientais, o aparecimento de algumas e a extinção de outras espécies, mutações genéticas etc. Frequentemente ouvimos a palavra "evolução", mas o próprio processo, devido à sua duração, não pode ser observado pessoalmente. Só podemos considerar os fósseis e compará-los com os organismos modernos, procurando características e diferenças comuns que surgiram ao longo do tempo. Ou compare diferentes espécies da mesma família que vivem em diferentes regiões. A evolução também não é sem senso de humor, porque de que outra forma explicar a existência de ornitorrinco, canguru, peixe solto, harpia, unicórnio etc. Então, alguém aqui é claramente supérfluo.

O tempo, como estamos acostumados a entendê-lo, é linear e avança, como a evolução. No entanto, nem todos os organismos gostam disso, então alguns dão um passo ou alguns passos para trás, retornando aos estágios anteriores de seu desenvolvimento. Este processo é chamado de re-evolução. As mais curiosas são as criaturas que estão em algum lugar fora de todos esses conceitos. Estes incluem lagartos da espécie Saiphos equalis, cujas fêmeas são capazes de pôr ovos e dar à luz filhotes. Essa incerteza materna, que surpreendentemente não é distribuída entre os indivíduos, mas pode ser inerente à mesma mulher: se ela quisesse, fez uma postura, queria, deu à luz. Hoje, vamos nos familiarizar com uma observação na qual estudamos esse recurso pela primeira vez em detalhes. Que mudanças estruturais estão presentes na concha, por que os cientistas não estão prontos para atribuir essa espécie de lagarto à re-evolução e em que condições as fêmeas preferem pôr ovos em vez de dar à luz? As respostas nos aguardam em um relatório de grupo de estudo. Vamos lá

Personagem principal

Antes de começar a procurar a resposta para a pergunta "o que aconteceu antes - um ovo ou um lagarto", vale a pena descobrir um pouco mais a figura central deste estudo. Saiphos equalis é a única espécie do gênero Saiphos da família skink. A família é a mais rica em diversidade, pois possui cerca de 130 gêneros e mais de 1.500 espécies.


Saiphos equalis

Os lagartos Saiphos equalis podem ser facilmente confundidos com cobras pequenas, especialmente se sua visão não for muito boa. E tudo porque eles têm patas muito pequenas com três dedos em cada. O comprimento médio de um indivíduo desta espécie é de 18 cm do nariz à cauda.

A primeira menção a essa endêmica * da Austrália data de 1825, de autoria do zoólogo britânico John Edward Gray, que originalmente chamava essa espécie de "Seps equalis". O Sr. Grey levou para o gênero Saiphos.


John Edward Gray

Endêmica * - um representante da flora ou fauna que vive / cresce exclusivamente em uma região limitada. Por exemplo, ornitorrincos na Austrália, o selo Baikal no lago Baikal, um sapo tuberoso no Japão (graças a pessoas que vieram para o Havaí, aqui você tem um sapo viajante), etc.

A característica distintiva mais significativa dessa criatura é sua variabilidade em questões de reprodução. As fêmeas desta espécie podem produzir descendentes de três maneiras: postura de ovos (15 dias do período de incubação), nascimento e um tipo intermediário com postura (5 dias do período de incubação).

O período de incubação em outros lagartos é muito mais longo, o que pode indicar a transição de Saiphos equalis da oviposição para o nascimento. Além disso, esse processo está fortemente associado às condições ambientais. Assim, as fêmeas das regiões montanhosas mais altas (a 1000 m acima do nível do mar) são vivíparas e as fêmeas das terras baixas põem ovos com um curto período de incubação.


O segundo nome Saiphos equalis é o skink de três dedos de barriga amarela. Comentário do fotógrafo: Não está morto - apenas está frio.

As fêmeas vivíparas dão à luz filhotes completamente formados em uma membrana transparente. As fêmeas ovíparas põem ovos cheios (há uma casca dura), que contêm embriões que eclodem no final da formação. O terceiro tipo com um período de incubação mais longo (15 dias) difere do anterior apenas em uma casca de ovo mais forte.

No entanto, este estudo não seria tão chocante para os zoólogos se não fosse por uma nuance - nascimento vivo e postura de ovos juntos durante o mesmo período de gravidez em uma fêmea. E, sabendo que esses dois processos precisam de órgãos e processos bioquímicos diferentes, fica claro por que esse fenômeno é tão surpreendente.

Alguns detalhes sobre a postura de ovos dos próprios pesquisadores. As fêmeas das espécies de lagartos que põem ovos põem ovos no estágio embrionário 30, os filhotes eclodem no estágio 40. Mas as fêmeas da espécie Saiphos equalis ficam entre 38 e 39 anos, o período de incubação é de 5,5 dias. A diferença é muito perceptível. Os bezerros nascidos vivos, cobertos com uma fina membrana, são libertados 1,5 dias após o nascimento.

Em seu trabalho, os cientistas descrevem observações da fêmea Saiphos equalis, que em condições controladas de laboratório depositou 33 ovos no estágio 33, depois o nascimento de um filhote completamente formado. Os cientistas compararam a morfologia da casca dos ovos dessa fêmea e fêmeas que produzem filhos por apenas um método (nascimento vivo ou postura de ovos).

Preparação para observação

As observações dos cientistas envolveram 40 fêmeas de Saiphos equalis, coletadas nas regiões do norte e nas planícies do sul. Em outras palavras, dos dois grupos de acordo com o método de nascimento - tendo vida no norte e ovipositando no sul. As fêmeas foram mantidas em laboratório, levando em consideração todo o necessário: condições de temperatura (17–26 ° C); substrato de turfa (55 mm); fotoperíodo correspondente ao habitat natural; água e comida (grilos).

A principal ferramenta para análise comparativa da estrutura da casca, membrana e embriões foi o microscópio eletrônico de varredura (MEV). As imagens obtidas com este microscópio possibilitaram descobrir a espessura da concha (concha ou membrana). Cada amostra foi testada 10 vezes em três áreas diferentes usando um aumento de 1000-9000 vezes. Para análise dos dados, foi utilizado o software ImageJ.

Resultados da observação

Como já sabemos, entre todos os assuntos, os cientistas notaram uma mulher. Mesmo antes do nascimento de todas as outras 39 fêmeas, ela deu à luz 2 ovos e depois de mais um dia. Os ovos foram cobertos com uma fina membrana transparente. Um foi utilizado para a análise inicial e os outros dois foram incubados.

Foi possível descobrir que o embrião no ovo está no estágio 33, e esse é um estágio muito anterior se comparado aos dados padrão relativos ao desenvolvimento embrionário (ovo no estágio 38-39).


Imagens de embriões: A - embrião (estágio 33) dentro de uma fina membrana transparente de uma fêmea vivípara; B - eclosão do mesmo embrião (estágio 40) após a incubação; C - embrião de uma fêmea "incomum" tomada no estágio 33 (a clara do ovo foi removida).

Infelizmente, um dos ovos incubados morreu, mas o segundo se desenvolveu completamente normalmente, e um bezerro completamente formado e saudável nasceu. 37 dias se passaram desde a oviposição até a eclosão. A mesma fêmea, 41-48 dias após a postura, deu à luz um filhote.

Resumimos: 39 fêmeas deram à luz seus filhotes usando um dos métodos, 1 fêmea decidiu usar os dois e botou 3 ovos e, ao nascer, um gado deu à luz um filhote.

Agora era necessário entender a diferença entre embriões e conchas nas fêmeas que implementavam um método particular de reprodução.


Imagem nº 1: imagens SEM de conchas e membranas.

Ovíparo S. equalis

A casca de ovos de S. equalis consistia em uma camada externa grossa, seguida por uma camada de membrana de fibras entrelaçadas incorporadas em uma matriz cristalina densa (1a e 1b). As fibras externas são as mais espessas e contêm inserções globulares (marcadas com uma seta por 1s).

Vale a pena notar que entre a crosta externa e a membrana existe outra fina membrana adicional. Preste atenção às imagens 1a e 1b, nas quais essas camadas de transição são marcadas com uma seta preta.

A membrana interna cobre outra camada de separação interna, consistindo em uma matriz densa de fibras finas. A morfologia da concha entre os estágios 36/37 e 39 é extremamente semelhante, incluindo a proporção das camadas. No entanto, com o tempo, a espessura da casca diminui 45,5% de 32,9 + 1,3 μm (estágio 36/37) para 17,9 + 2,5 μm (estágio 39).

Viviparous S. equalis

Em S. equalis vivíparas, as cascas (1d, 1e) são estruturalmente muito semelhantes às cascas de ovos. A diferença está principalmente na camada de separação entre a casca dura externa e a membrana interna. No vivíparo, essa camada é bastante difícil de identificar, especialmente no estágio 39/40 (seta preta no 1e). A partir da figura 1d, pode-se ver que, no estágio 36, uma membrana de fibras mais densas começa a subir para a camada externa e uma camada de fibras mais finas é incorporada na matriz densa. As fibras da bainha são de diâmetro mais uniforme no estágio 39/40 (1e). No estágio 36, a espessura do invólucro é de 11,67 + 1,9 μm, e no estágio 39/40 é de 8,35 + 2,1 μm, ou seja, o invólucro é afinado em 28,5%. A principal diminuição na espessura é observada na camada da membrana.

Método de reprodução mista de S. equalis

A morfologia da casca ( 1f ) neste caso é idêntica no estágio 33 (imediatamente após a oviposição) e no estágio 40 (após a eclosão). A camada interna de separação não pôde ser identificada. As fibras são bastante uniformes e densas, e a espessura é de 9,27 + 0,25 mícrons. A proporcionalidade das camadas da casca e a sua espessura total nesses "ovos" é semelhante em desempenho aos ovos normais na postura de ovos no estágio de desenvolvimento 36. Além disso, eles são estruturalmente semelhantes às membranas em lagartos vivíparos. Por outras palavras, a concha / membrana em lagartos com um método de reprodução mista tem as propriedades de uma concha em ovíparos e de uma membrana em vivíparos ao mesmo tempo.


Imagem nº 2: medição e comparação da espessura de conchas, membranas e camadas intermediárias.

A Figura 2a é uma medida da espessura da camada externa e da espessura total no estágio limitante do desenvolvimento embrionário. As medidas foram realizadas 10 vezes para cada amostra em três regiões diferentes (pontos diferentes da concha): ovíparas - 36/37 e 39, vivíparas - 36 e 39/40, reprodução mista - 33.

O gráfico 2b é a razão da espessura da camada externa grossa e da membrana. E o gráfico 2c é a espessura da camada grossa externa em diferentes estágios.

Para um estudo mais detalhado do estudo, recomendo fortemente que você analise o relatório dos cientistas .

Epílogo

A observação da oviposição e nascimento vivo na mesma fêmea foi descrita pela primeira vez neste trabalho. Segundo os cientistas, a capacidade de pôr ovos em espécies que estão no caminho evolutivo para o nascimento pode significar que é possível reverter esse processo. Em outras palavras, os lagartos de S. equalis, que iniciaram a transição da oviposição para o nascimento, podem, devido a certos fatores, retornar ao sistema reprodutivo anterior. Até agora, os pesquisadores não podem dizer com certeza se S. equalis manterá o método de reprodução mista, mas existe essa possibilidade.

No futuro, o estudo desse fenômeno continuará com ênfase na identificação de fatores que influenciaram essa mudança re-evolutiva. Os cientistas também procurarão a resposta para a pergunta - é a re-evolução ou apenas um período de transição, que terminará com uma transição completa para o nascimento do bebê, conforme planejado. Além disso, essas observações nos fornecem mais informações sobre os processos evolutivos em geral, uma vez que podemos observá-los com nossos próprios olhos.

A natureza não deixa de surpreender e, às vezes, nos choca com sua imprevisibilidade. Cada nova descoberta nos dá uma resposta e outras cem perguntas para as quais nós, como uma das criaturas mais curiosas do planeta, simplesmente precisamos encontrar as respostas.



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