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胎生和卵生属于生殖方式吗 卵生与胎生

撰文：达娜·纳杰尔（Dana Najjar）
编译：任天
“先有鸡还是先有蛋”是一个古老的谜题，但其实从动物生殖方式演化的角度，这个问题并不难回答 。几乎可以肯定，卵生出现在胎生之前，也就是现有“蛋”后有“鸡”；5亿年前生活在海洋中的盾皮鱼被认为是所有陆地脊椎动物的祖先，它们似乎已经会产卵了 。但是，接下来的故事却远没有这么简单 。
在漫长的演化过程中，大自然只给出了两种让新生动物来到这个世界的方式 。要么是母体产下一个卵，让后代在孵出之前在卵内继续生长；要么新个体一直呆在母亲体内，直到长成一个更完整的幼体 。从这里开始，就有了真正的基本分歧 。
卵生和胎生之间有着严格的生殖二分法，这其中有什么原始的原因吗？胎生是什么时候出现的？为什么会演化出胎生？在最新的研究中，科学家正在对这些问题展开探索，试图了解有性生殖的巨大复杂性和可变性 。他们的研究对象就包括一种既能卵生又能胎生的蜥蜴 。
一种策略选择
早期雌性动物的产卵方式相当于向环境中释放卵子，通常是一次数千枚 。雄性释放的精子会以随机的方式使其中一部分卵子受精，形成的胚胎将在充满敌意的环境中生存，直至孵化 。许多生物，尤其是小型、简单的生物，现在仍然在以这种方式繁殖 。
但随着动物变得越来越复杂，脊椎动物——包括许多两栖动物、爬行动物甚至一些鱼类（如鲨鱼）——转向了一种不那么冒险的策略：体内受精 。通过这种方式，雌性可以确保更高比例的卵子受精，它们也可以更有选择性地与雄性交配 。胚胎可以在母亲体内安全发育，直到母亲最终将其释放到一个保护性的壳内 。
胎生的演化更晚，而且不止一次 。仅在爬行动物中，这种生殖方式就至少演化了121次 。尽管科学家并不确切知道第一只从母体出生的活体动物出现在什么时候，但他们已经了解是什么力量推动了卵生到胎生的转变，以及在此之前的演化步骤 。

胎生和卵生属于生殖方式吗 卵生与胎生

文章插图
当然，这两种生殖方式都能完成繁衍后代的工作，但它们的优点和难点却截然不同 。很关键的一点是，采取卵生方式的雌性动物可以更早地从身体上摆脱后代 。例如，鸟类从未演化出胎生能力，这可能是因为它们无法承受在怀孕期间飞行的能量成本 。产卵动物通常一次能产下更多的后代，因为母亲的体型大小不再是限制因素 。这种优势可能部分抵消了让卵暴露在恶劣环境（包括捕食者和天气等因素）中的风险 。
另一方面，胎生的雌性动物可以为胚胎提供“居所”，使它们在更长时间内免受捕食者和环境危险的伤害 。但这么做也会使母亲在自担风险：怀孕使它们面临更多的捕食威胁，胚胎本身也会对它们的生命造成危险 。“胚胎中有一部分是外来的，它的组织会侵入母体的组织，这有点让人细思极恐 。在怀孕期间，母亲会像走钢丝一样保持平衡，在将能量和物质资源转移给“外来生物”的同时确保自己的健康 。
因此，卵生和胎生的主要区别就在于母亲应该在什么时候产出胚胎的演化策略 。如果很早就产出胚胎，那它就是卵生动物；如果很晚才产出胚胎，那它就是胎生动物 。例如，大多数爬行动物会在发育过程约三分之一的时候产出胚胎 。
在真正的卵生和胎生之间，有很多可能的产出胚胎时间，但这么做可能是不利的，我们称之为“适应性谷底” 。试图在“适应性谷底”的某处生出后代的动物可能会承担卵生和胎生的所有风险，且得不到二者的好处，从演化的角度来看，这是非常不利的 。
值得一提的是，有袋动物找到了一种新的方法来平衡这些风险：它们生下的幼崽在未成熟时实际上就是胎儿，但随后它们在母亲的育儿袋内完成发育 。通过这种方式，母亲可以为脆弱的后代提供保护，使其发育到一定大小，而不需要在体内容纳一个发育完全的新生儿 。
适合雄性的温度
科学家们仍在研究这些生殖策略的发展限制和要求 。以蛋壳的厚度为例，由于氧气必须通过母亲的血液进入卵子，因此在产卵之前，薄壳是有利的 。然而在产卵之后，更厚的外壳有助于抵御外部世界的捕食者 。那么，如果产卵太早，蛋壳可能太薄而不能存活；而如果产卵太晚，则蛋壳可能太厚而不能满足胚胎指数生长时的氧气需求 。这中间的平衡非常微妙 。


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