蜥蜴帮我们查明先有鸡or先有蛋？

　　

生物通报道：你是否曾经困惑，为什么我们生育后代是通过胎生而不是卵生？这个问题科学家们已经考虑了很长一段时间，答案来自于一个不太可能的来源：一些澳大利亚蜥蜴和蛇！

本月发表在《美国博物学家》（American Naturalist）杂志的一项研究中，悉尼大学的研究人员通过研究怀孕爬行动物，来确定胎盘进化所必需的因素。

虽然大多数的爬行动物都产卵，但在一些爬行动物（包括蜥蜴和蛇）中，胎生已经进化了很多次。

一些澳大利亚最具特色的物种，如蓝舌蜥蜴和赤腹黑蛇，已经放弃了卵生，反而在妊娠期继续保留它们的胎儿，并生出充分发育的幼仔。

首先是蛋
进化是一个缓慢的过程，这意味着，今天我们在动物中看到的许多适应性，在很久以前就已经出现。哺乳动物中的妊娠也不例外。

最早的哺乳动物产卵。这些产卵祖先中的两个仍然存在于今天：鸭嘴兽和针鼹，它们两个都存在于澳大利亚。

从化石证据我们了解到，今天的胎生或卵胎生哺乳动物，有一个胎生或卵胎生的祖先，它们漫游在1.6亿年前的地球上，所以哺乳动物的胎生在这之前肯定已经进化。

为什么进化过渡发生在如此长的时间之前，可能难以推断。所以研究人员不得不依靠近代已经发生进化过渡的系统。

一些蜥蜴采用两种繁殖方式——但是为什么呢？
与哺乳动物相比，爬行动物胎生进化的时间更近。一个澳大利亚物种——布干维尔蜥蜴，在远离南澳大利亚的袋鼠岛上具有胎生或卵胎生形式，但是在南澳大利亚的大陆上则具有卵生形式。

在一个物种具有卵生和胎生两种形式的情况中，我们可以推断，胎生已经在近代发生演化。在这些胎生的最近起源中，更容易研究妊娠为什么会发生进化，以及如何进化。

我们从爬行动物研究中知道，胎生具有几个优点。在寒冷的环境中，卵可能存活率较低，因为胚胎过冷就不能完成发育。同时，孕妇可以产生自身体热（如哺乳动物）或者晒太阳取暖（如爬行动物），从而使胚胎足够温暖的成长。

妊娠具有一个主要缺点——母亲要随身携带着它们的后代很长一段时间。妊娠时间最长的哺乳动物是非洲象，它可以怀孕将近2年的时间。

相反，产卵的母亲，可以获得其胚胎在巢穴中发育的优势。对于大多数爬行动物来说，这意味着，一旦产卵，它们将让卵自生自灭。

什么是胎盘进化所需要的？
爬行动物胎生与哺乳动物胎生非常相似。卵子受精后，它们被保存在母亲子宫内。随着胚胎开始发育，胎盘形成。胎盘是妊娠的支撑器官。它可让母亲和胚胎进行交流，为胚胎提供发育所需的养分。

一些爬行动物有胎盘，可在胚胎出生前提供给它所有的营养，就像大多数哺乳动物一样。一些物种有非常简单的胎盘，传递很少的营养，仅仅提供胚胎呼吸所需的氧气。

但是其他蜥蜴种类在这两个极端之间转移一个中间量，一个这样的物种就是澳大利亚南草蜥，其存在于澳大利亚一些最冷地区，包括Blue Mountains、Snowy Mountains和Tasmania。

研究营养物运输的这个中间量，可让我们探究母亲孕期饮食是否可能有利于哺乳动物样胎盘的进化。我们发现，孕期进食更多的母亲产出更大的后代。

一些母亲吃掉其后代
我们还发现，当食物有限的时候，母亲会采取一种更险恶的策略，来保持自己的身体状况。它们会流产，并蚕食自己的后代。虽然吃掉后代听起来像一个可怕的想法，但这可能对母亲有利。

在没有足够食物的环境中，母亲不是生下存活机会低的较小后代，而是通过吃掉其后代来恢复营养。从进食后代所获得的养分，可在下一个繁殖季节用于生育更多的后代。

由于低食物丰富度会导致失败的妊娠，我们因此得出这样的结论：当母亲在孕期有可预见的食物来源时，胎盘所供应的营养是唯一可行的。

人类祖先如何出生？
这项研究可让我们讲述一个关于我们自己进化史的故事。

第一个哺乳动物产卵，然后由于外来动物对卵的捕食或低温，母亲将卵保留在子宫内，直到发育完成。它们更为成功。

在这些第一批胎生或卵胎生的哺乳动物中，胚胎需要获得充足的氧气，这会诱导胎盘的发育。

在食物供应可预见的环境中，雌性进化到用胎盘为发育胚胎提供营养，如同人类怀孕期间所发生的。

如果没有对蜥蜴和蛇妊娠的研究，就不可能理解这些进化步骤。

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
High Food Abundance Permits the Evolution of Placentotrophy: Evidence from a Placental Lizard, Pseudemoia entrecasteauxii.
Abstract: Mechanisms of reproductive allocation are major determinants of fitness because embryos cannot complete development without receiving sufficient nutrition from their parents. The nourishment of offspring via placentas (placentotrophy) has evolved repeatedly in vertebrates, including multiple times in squamate reptiles (lizards and snakes). Placentotrophy has been suggested to evolve only if food is sufficiently abundant throughout gestation to allow successful embryogenesis. If scarcity of food prevents successful embryogenesis, females should recoup nutrients allocated to embryos via abortion, reabsorption, and/or cannibalism. We tested these hypotheses in the placentotrophic southern grass skink Pseudemoia entrecasteauxii. We fed females one of four diets (high constant, high variable, low constant, and low variable) during gestation and tested the effects of both food amount and schedule of feeding on developmental success, cannibalism rate, placental nutrient transport, offspring size, and maternal growth and body condition. Low food availability reduced developmental success, placental nutrient transport, offspring size, and maternal growth and body condition. Cannibalism of offspring also increased when food was scarce. Schedule of feeding did not affect offspring or mothers. We suggest that high food abundance and ability to abort and cannibalize poor-quality offspring are permissive factors necessary for placentotrophy to be a viable strategy of reproductive allocation.