Ящерицы помогают понять, что появилось раньше: детеныш или яйцо?
Ученые из Сиднейского университета исследовали беременность у рептилий, чтобы определить факторы, необходимые для эволюции плаценты. Хотя большинство рептилий откладывают яйца, живорождение независимо эволюционировало много раз в группе, включающей ящериц и змей.
Сначала было яйцо
Самые ранние млекопитающие откладывали яйца. Переход к живорождению у млекопитающих произошел более 160 миллионов лет назад. Чтобы понять причины таких древних эволюционных переходов, ученые изучают системы, где изменения произошли недавно.
Некоторые ящерицы делают и то, и другое
Живорождение у рептилий эволюционировало позже, чем у млекопитающих. У австралийской сцинковой ящерицы Bougainville's skink есть как живородящая форма (на острове Кенгуру), так и яйцекладущая (на материке). Это указывает на очень недавнее происхождение живорождения.
Преимущества живорождения:
- В холодной среде выживаемость яиц низкая, а беременные матери могут согревать эмбрионы (вырабатывая тепло или греясь на солнце).
Недостаток беременности:
- Мать несет энергетические затраты на вынашивание потомства.
Что нужно для эволюции плаценты?
При живорождении у рептилий, как и у млекопитающих, после оплодотворения яйца остаются в матке, и по мере развития эмбриона формируется плацента. Она обеспечивает связь и передачу питательных веществ от матери к эмбриону.
У разных видов уровень этой передачи разный. Ученые исследовали австралийского южного травяного сцинка, который передает эмбриону промежуточное количество питательных веществ. Они обнаружили, что матери, которые ели больше во время беременности, рожали более крупное потомство.
Некоторые матери съедали свое потомство
При ограниченном количестве пищи матери прибегали к более зловещей стратегии: они абортировали и каннибализировали свое потомство.
Хотя это звучит ужасно, в условиях нехватки пищи это может быть выгодно для матери. Вместо рождения мелкого потомства с низкими шансами на выживание, мать восполняет питательные вещества, чтобы произвести больше детенышей в следующем сезоне размножения.
Исследование показало, что обеспечение питанием через плаценту эволюционно выгодно только тогда, когда у матери есть предсказуемый доступ к пище на протяжении всей беременности.
Эволюция родов у предков человека
Это исследование позволяет реконструировать нашу собственную эволюционную историю:
- Первые млекопитающие откладывали яйца.
- Из-за хищничества или холода матери стали удерживать яйца в матке до завершения развития — появилось живорождение.
- Эмбрионам потребовался доступ к кислороду, что привело к эволюции плаценты.
- В среде с предсказуемым доступом к пище самки эволюционировали, чтобы обеспечивать эмбрионы питательными веществами через плаценту, как это происходит у человека.
Без исследований беременности у ящериц и змей понять эти эволюционные шаги было бы невозможно.