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既可胎生,又可卵生的蜥蜴

2020/9/11 17:56:22 来源:原创 浏览:

人类能不能生出蛋再孵化?这似乎是完全不可能的,因为常识告诉我们,人类是胎生动物。但是常识也告诉我们蜥蜴是卵生动物,但是2019年,科学家报告称在安第斯山脉看到了一种奇怪的现象——一只怀孕的母蜥蜴在岩石间爬行时,突然停下来,张开后腿。不一会,一个包裹着一层透明薄膜的小脑袋露了出来,母蜥蜴立刻将薄膜撕开。15分钟后,3只刚出生的小蜥蜴开始四处走动……

其实,常识可能误导了我们,据统计,地球上有大约3000种蜥蜴,而目前大约有20%的蜥蜴是以胎生的方式产下后代的,所以,蜥蜴生出小蜥蜴而不是蛋,这算不上稀奇的事。让科学家惊奇的是,他们发现的这种平咽蜥属蜥蜴,在安第斯山脉的高山地区和山下都有分布,但是在高山的“居民”以直接生幼崽的方式繁衍后代,搬到山下的“居民”却以产卵的方式产出后代!

为什么同一种蜥蜴的繁殖方式会如此不同呢?

轻松切换繁殖模式

科学家对这种蜥蜴进行了深入的研究,他们发现这种蜥蜴的奇怪生育方式与安第斯山脉有一定的关系。在安第斯山脉形成之前,也就是大约3000万年前,这种蜥蜴以卵生的方式繁殖,安第斯山脉形成后,这些蜥蜴的生存环境发生了变化,它们开始以胎生的方式繁殖后代,而大约在2000万年前,一部分蜥蜴搬到了山下,它们的繁殖方式又变成了卵生。

我们知道,同一种物种如果长期处于不同的生存条件下,那么它们有可能变成不同的两种物种,就像从大陆分离的海岛上的生物会进化得和它们的同类不同一样。而科学家认为,安第斯山脉的这种蜥蜴进化出两种不同的繁殖方式或许也不是什么奇特的事,因为安第斯山脉的形成,塑造了不一样的环境,高山地区温度更低,低地地区相对温暖。而在寒冷的环境中,胚胎会因为太冷而无法发育,后代成活率很低,在这种情况下,母蜥蜴会将胚胎保存在子宫中,而自己则会通过晒太阳等方式保持体温来温暖胚胎,从而提高后代的存活率。在低地温暖的地区,蜥蜴们不用担心低温对后代的威胁,并且产卵对它们来说似乎是更轻松的事,毕竟它们不需要像鸟类一样孵蛋,只要把蛋放在合适的地方,蛋就能自己孵化了。因此科学家认为,在不同的环境下,在足够长的时间内,这种蜥蜴有可能进化得不同。

然而,一些科学家却提出质疑。这些科学家认为,一种动物从卵生变成胎生之后再变回卵生是非常复杂且困难的事情。对于一种动物来说,从卵生到胎生,无疑是一个壮举,它们的身体需要一整套的改变,这需要基因巨大的改变来支持。它们需要产道重组,蛋壳变薄成薄膜状,胎盘发育,免疫系统也要发生改变,以保证母体不会排斥胚胎,把它当成异物。而进化出胎生的能力的动物想逆转进化,再进化出卵生能力,就要使已经进化出的功能消失,重新再进化出与以前完全一样的功能,这绝非“原路返回”这么简单,而是一个更大的壮举,科学家认为这不太可能。

而科学家的观点也正好与“多洛定律”吻合。多洛定律是1890年比利时古生物学家路易斯·多洛提出的,他认为当一种生物进化出了取代旧特性的新特性,那么旧特性将永远消失,也就是说进化是不能逆转的。比如在很久以前蛇是有四只脚的,但是进化过程中它的脚消失了,而现在它们几乎不可能再进化出脚来。在很长一段时间里,多洛定律被科学界广泛接受,并被一些科学家奉为“黄金法则”。

那么,安第斯山脉的蜥蜴为何进化出胎生能力之后,搬到山下又进化出了卵生能力呢?它们是怎么做到的?

进化路上逆行或许没那么复杂

根据目前的研究还不能解释环境变化后蜥蜴如何进化出胎生能力,也不能解释搬到山下的蜥蜴为什么又变回了和祖先一样的生殖方式。不过,在另一项研究中,科学家似乎找到了一些线索。

2019年,这些科学家研究了两种关系密切的中国特有的蜥蜴,一种产卵,一种胎生。科学家对这两种蜥蜴的基因进行了研究,他们发现,从产卵到胎生的变化在遗传学上并不十分复杂,这两个物种之间的差异主要是特定基因的活性不同。以胎生繁殖后代的蜥蜴体内负责卵壳的基因仍存在,只是这些基因的表达弱。而这意味着,如果一种蜥蜴从胎生变成卵生,只要它们体内负责卵生的基因变得活跃起来,那么就可以实现了。而激活这些基因的可能就是生存环境了。

科学家推测,安第斯山脉的蜥蜴的情况可能与中国的那两种蜥蜴类似。在环境的驱动下,蜥蜴体内负责卵生的基因表达减弱,进化出了胎生的能力,而搬到山下之后,又是在环境的驱动下,负责胎生的基因变得“沉默”,负责卵生的基因开始活跃,从而实现了卵生和胎生的转换。如果是这样,那么只要环境合适,蜥蜴是可以不在基因变异的情况下就能切换繁殖模式的。

而事实上,安第斯山脉的蜥蜴并不是逆转进化的唯一案例,科学家还发现一些蛇也经历了从卵生到胎生再到卵生的进化过程,在其他动物的身上也发现了逆转进化的痕迹,比如大约9500万年前,竹节虫失去了翅膀,但是现在地球上大约40%的竹节虫又长出了翅膀。2.25亿年前青蛙在进化过程中失去了牙齿,大约500万年前,一些青蛙又长出了牙齿。

以前,大多数科学家都认为逆转进化非常困难,但是越来越多的发现促使科学家们开始思考:进化到底是一个怎样的过程?是否真的需要重大基因改变才能实现?

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