오래된 수수께끼,“어느 쪽이 먼저 왔는지, 닭이나 계란?” 동물에서의 출생의 진화에 대한 질문으로 대답하기가 비교적 쉽습니다. 계란은 거의 확실하게 생생하기 전에왔다. 50 억 년 전에 바다에 거주하고 모든 땅 척추 동물에 대한 조상이었던 장갑 물고기는 알을 낳은 것 같습니다. 그러나 나머지 이야기는 간단하지 않습니다.
수천 년 동안의 진화에 따르면 자연은 신생아가 세상에 들어올 수있는 두 가지 방법 만 제시했습니다. 어머니는 계란에 끼워서 부화하기 전에 계속 자랄 수 있거나, 더 완전히 형성된 신생아로 떠오를 때까지 어머니 안에 머무를 수 있습니다. 시드니 대학의 생물학자인 카밀라 휘팅 턴 (Camilla Whittington)은“우리는 정말 근본적인 분할을 가지고 있습니다.
계란 낳는 (난자)와 생일 (생생한) 사이 에이 엄격한 생식 이분법에 대한 원시적 이유가 있습니까? 라이브 출생은 언제 그리고 왜 진화 했습니까? 이것들은 알을 낳고 젊은이들을 동시에 살 수있는 놀라운 도마뱀에 대한 연구를 포함하여 새로운 연구가 탐구하는 동안 성적 생식의 막대한 복잡성과 변동성을 강조하는 것입니다.
.전략적 선택
초기 암컷 동물은 오바를 세상에 방출한다는 의미에서 알을 낳았습니다. 수컷이 방출 한 정자는이 알 중 일부를 히트 또는 미스 방식으로 수정했으며 그 결과 배아는 부화 될 때까지 적대적인 세상에서 살아남을 기회를 얻었습니다. 많은 생물, 특히 작고 간단한 생물은 여전히 이런 식으로 재현됩니다.
그러나 동물이 더 복잡해지면서 많은 양서류, 파충류 및 상어와 같은 일부 물고기를 포함한 척추 동물 종은 덜 차단 전략, 즉 내부 수정으로 바뀌 었습니다. 그런 다음 암컷은 계란의 높은 비율이 수정 될 수 있으며, 어떤 남성과 함께 번식 할 것인지 더 선택적으로 얻을 수 있습니다. 배아는 결국 보호 껍질 안에서 풀릴 때까지 어머니 안에서 안전하게 발달 할 수있었습니다.
출생은 나중에 진화했습니다. 파충류만으로도 적어도 121 개의 별도 시간을 진화시켰다. 그리고 과학자들은 어머니에게서 첫 번째 살아있는 동물이 언제 등장했는지 정확히 알지 못하지만, 계란을 놓는 것에서 어떤 힘이 전환을 이끌고 어떤 진화론 적 단계가 그 앞에 올랐는지 알고 있습니다.
.물론 두 출생 방법 모두 작업을 수행하지만 대조적 인 장점과 어려움을 제시합니다. 결정적으로, 계란을 낳는 어머니는 더 빨리 자손이 없을 수 있습니다. 예를 들어, 새들은 임신 중에 비행의 에너지 비용이 지원할 수 없기 때문에 생생한 출생을 진화 한 적이 없습니다. 계란 층은 또한 어머니의 몸의 크기가 제약이 아니기 때문에 일반적으로 단일 쓰레기에 더 많은 자손을 가질 수 있습니다. 이 장점은 알을 포식과 요소에 노출시키는 위험을 부분적으로 상쇄 할 수 있습니다.
반면에 살아있는 어머니는 배아를 수용하고 포식자와 환경 적 위험으로부터 더 오랫동안 보호 할 수 있습니다. 그러나 그들은 그들 자신의 위험에 따라 그렇게한다. 임신은 그들을 더 많은 포식에 노출시키고 배아 자체로부터 상당한 위험에 처하게한다. Montana State University의 생물학자인 Chris Organ은“배아는 부분적으로 외국이며 조직은 엄마의 조직에 침입하고 있습니다. "생각하는 것은 야생입니다." 그녀의 임신 기간 동안, 어머니는 줄타기에서 균형을 잡고 자신을 건강하게 유지하면서 외국인으로 자원을 전환합니다.
따라서 난자와 생체의 주요 차이점은 어머니가 언제 배아를 퇴적 해야하는지에 대한 전략적 진화 적 결정에 중점을 둡니다. 그녀가 일찍 입금하면 계란 층이며 늦게 입금하면 살아있는 소지자입니다. 예를 들어, 대부분의 파충류는 배아를 발달을 통해 3 분의 1 만 퇴적합니다.
Whittington은“진정한 계란을 낳고 살아있는 베어링 사이에는 배아를 퇴적 할 수있는 모든 가능한 시간이 있지만 아마도 그렇게하는 것은 불리 할 것입니다. "우리는 그것을 피트니스 밸리라고 부릅니다." 피트니스 계곡의 어딘가에 출산을 시도하는 동물은 계란을 낳고 살아있는 모든 위험이 발생할 수 있습니다. "우리는 진화론 적으로 그것이 매우 불리하다고 생각한다"고 그녀는 말했다
(유대류는 이러한 위험의 균형을 맞추기위한 새로운 해결책을 발견했습니다. 그들이 낳은 젊은이들은 실제로 미숙 한 태아이지만, 어머니의 주머니 내부에서 발달을 마칩니다. 이런 식으로, 어머니는 그녀의 몸 안에 전체 크기의 신생아를 수용 할 필요없이 젊은이들을 완전한 용어로 운반 할 수있는 보호 이점을 제공 할 수 있습니다.)
.수컷의 올바른 온도
과학자들은 여전히 이러한 생식 전략의 발달 제약과 요구 사항에 대해 배우고 있습니다. 예를 들어 달걀 껍질의 두께를 고려하십시오. 산소는 어머니의 혈류를 통해 계란으로 만들어야하기 때문에 얇은 껍질이 놓기 전에 유리합니다. 그러나 외부 세계에서는 두꺼운 껍질이 포식자로부터 보호하는 데 도움이됩니다. 그러므로 계란이 너무 일찍 놓여져 생존하기에는 너무 얇을 수 있으며, 너무 늦게 놓은 것은 너무 두껍기 때문에 배아의 기하 급수적으로 성장하는 산소 요구를 충족시킬 수 있습니다. 정밀하게 조정 된 균형입니다.
자연 에 출판 된 논문에서 2009 년, Organ과 그의 동료들은 종이 생년월일을 발전시키기 전에 아마도 자손의 성별을 유 전적으로 결정하는 능력을 발전시켜야했음을 보여주었습니다. 많은 생물의 성별은 정황입니다. 환경 적 요인, 특히 온도는 배아가 남성인지 여성으로 발달하는지 여부를 결정할 수 있습니다. Organ의 팀은 성별을 결정하기 위해 유전자를 사용하고 젊은이를 낳는 것 사이의 강력한 통계적 연관성을 보여주었습니다. Organ은“이것은 생물 학자들이 관찰 방식으로 알고 있었지만 엄격하게 테스트되지 않은 것”이라고 말했다.
바다 거북을 고려하십시오. "그들은 육지에서 간신히 움직일 수는 있지만 여전히 계란을 놓기 위해 해변으로 와서"그는 말했다. 만약 그들이 물에 모든 계란을 놓으면 온도 그라디언트가 육지보다 훨씬 작기 때문에 다양한 수컷과 암컷을 얻을 가능성이 적습니다.
그러나 해양 종이 유전자를 통해 성별을 결정하는 능력을 발전 시키면 더 이상 육지로 모험을 떠날 필요가 없으며 수생 생활에 완전히 적응할 수 있습니다. Organ과 그의 공동 저자들은 종이에 다음과 같이 썼다.
그 출판 당시, 과학자들은 그 땅에서 바다로 이사 한 후에야 Ichthyosaurs의 파충류 조상들 사이에서 출생이 진화했을 것이라고 생각했습니다. 그러나 2,400 만 명의 화석의 발견이 바뀌 었습니다. plos one 에 출판 된 논문에서 2014 년에 연구원들은 출산하는 동안 죽은 ichthyosaur의 화석을 설명합니다. 놀랍게도, 화석은 신생아가 어머니의 골반 머리에서 나왔을 때 정확한 순간을 포착했습니다. 그 입장은 다음과 같습니다. 첫 번째 출생 위치는 Ichthyosaur가 더 고대 땅 조상으로부터 생생한 출생을 나타내 었음을 나타냅니다. 그러므로 육상 파충류는 2 억 5 천만 년 동안 젊은이들을 낳았을지 모르지만, 마른 땅에서 가장 오래된 생년월일은 거의 그다지 뒤로 데이트하지는 않습니다.
.계란, 아기 또는 둘 다
출생이나 계란을 낳는 것은 종에게는 결정적인 선택처럼 보일 수 있지만 놀랍게도 항상 그런 것은 아닙니다. Whittington과 그녀의 팀은 호주의 세 스킨 스킨 ( saiphos Equalis 를 연구합니다. ), 계란을 낳고 젊은이를 낳을 수 있다는 놀라운 구별이있는 도마뱀. 다른 도마뱀 종의 두 종은 일반적으로 다른 환경에서 두 가지를 모두 수행하는 것으로 알려져 있지만, Whittington의 실험실에서 연구원들은 3 개의 계란과 1 개의 살아있는 아기로 구성된 쓰레기를 세 개의 발가락으로 생산하는 것을 관찰했습니다. Whittington은“우리는 절대적으로 끔찍했습니다
최근 분자 생태학 , Whittington과 그녀의 팀은 계란을 낳는 도마뱀 어머니와 젊은이를 낳는 도마뱀 어머니 사이에서 유전자 발현의 차이 (유전자가 켜거나 끄는 유전자)의 차이를 설명합니다. 한 종 내에서, 계란을 가진 암컷과없는 여성 사이에는 수천 가지의 차이가 있습니다. 자궁이 알을 수용 할 때 특정 유전자가 켜지기 때문입니다. 배아를 보호하는 자궁도 마찬가지입니다. 결정적으로,이 경우에 켜지는 특정 유전자는 매우 다릅니다.
그러나 세 가지 스킨에서, 어머니가 알을 만들 때 전환하는 많은 유전자도 배아가있는 어머니에게도 켜집니다. 이 발견은이 도마뱀이 계란을 낳는 것과 살아있는 베어링 사이의 과도기 상태에 있음을 의미합니다.
도마뱀이 진화하는 방식은 말하기가 불가능하며 여전히 결정되지 않을 수 있습니다. Whittington은“진화는 지시 받기보다는 임의의 과정입니다. "환경 변화로 인해 선택 방향이 바뀌고 다른 방식으로 뒤로 밀 수 있습니다."
.스킨이 살아있는 베어링에서 멀어지고 달걀을 깔아야 할 수 있다는 생각은 현장에서 비교적 새로운 발전입니다. Whittington은“20 년 전 우리는 계란이 재발하는 것이 어렵거나 불가능하다고 생각했습니다. 그러나 그 이후로 점점 커지는 연구 결과에 따르면 그것은 매우 흔한 것으로 나타났습니다. 종들 사이의 유전 적 관계에 대한 최근의 분석에 따르면 특정 계란 층은 생방송 이웃의 진화 적 나무에 깊이 중첩되어 있음을 보여 주었다.
Whittington의 작품은 다른 라이브 베어링 종의 공통점이 무엇인지 이해하려는 욕구에 의해 주도됩니다. "출생을 가능하게 한 유전자 툴킷은 무엇입니까?" 그녀는 물었다. “Viviparity에 대한 기본 규칙이 있습니까? 진화 할 때 동일한 유전자 지침을 사용합니까? [다른 종]도 같은 문제가 있습니까?”
그녀가 답을 찾을 때 그녀가 연구하는 유일한 놀라운 생물은 아닙니다. 바다 말은 수컷이 임신하는 유일한 알려진 동물입니다. 암컷은 계란을 수정과 발달을 위해 배우자의 주머니에 옮깁니다. Whittington의 Sea Horses와의 연구는 남성이 다른 많은 종의 암컷이 Live Young을 지키기 위해하는 것과 동일한 유전자를 활성화한다고 밝혔다. “우리는 다른 성별에 대해 이야기하고 있습니다. 우리는 완전히 다른 조직에 대해 이야기하고 있습니다. 우리는이 특성이 완전히 다른 종과 수백만 년 간격으로 진화 한 것에 대해 이야기하고 있습니다.”라고 그녀는 말했습니다. "이것은 수백만 년 동안 실행되어 왔던 놀라운 자연스럽게 복제 된 진화 실험을하는 것과 같습니다."
