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吃螃蟹之感:螃蟹其实是肚子缩小了的虾 精选

已有 9332 次阅读 2016-10-11 17:35 |系统分类:科普集锦|关键词:蟹化,瓷蟹,龙虾,帝王蟹,寄居蟹| 龙虾, 蟹化, 瓷蟹, 帝王蟹, 寄居蟹


打开山螃蟹腹部,可看出来山螃蟹很像腹部缩短,胸部扩大的虾

说到螃蟹,大家首先会想到能吃的螃蟹,如江浙一带有名的大闸蟹,小河或稻田中的小螃蟹,或山地上的山螃蟹等等。几乎每个人都知道什么是一个螃蟹。但要是从科学分类的角度讲,定义螃蟹还真不是那么容易的事情。螃蟹一般坚硬的外壳,有十几脚,横着走路。

不知道大家注意到没有,螃蟹事实上就是一个肚子缩短了的虾子。昨天在傣宅吃饭,我恰好打开一只蒸熟的山螃蟹的腹部,突然意识到螃蟹似乎就是腹部收缩合拢掉,胸部变大的龙虾。抱着将信将疑的心情,我查了查文献。事实果真如此。螃蟹就是从虾或者龙虾进化而来的。

1916
年,英国动物学家Borradaile在研究螃蟹的时候,同样对螃蟹的进化很感兴趣。他提出了一个词-- Carcinization,来解释螃蟹是从腹部更长的虾或龙虾演化而来的观点。他以寄居蟹为例,把具有十条腿的甲壳类动物中,甲壳变宽变平,腹部缩短的体型转化过程称之为Carcinization(即Carcinization我们暂时将其称之为蟹化,即从虾状转化为蟹的样子)。这个概念,成就了英国螃蟹专家Borradaile的一生,让他在生物学研究上青史留名。螃蟹的蟹化是一个非常奇特的过程,有人将其比作神话。为什么它的腹部会缩短胸部变宽了呢?原因非常复杂,很多细节也不够清晰,实证研究也不多。


精美的异腕虾( Heterocarpus) 腹部很长鳌肢很小


这种名叫远洋红蟹的蟹,腹部很短,其实是一种龙虾


远洋红蟹展开后看,就很像虾了

当然,自然界中的螃蟹其实形态还蛮多的,并非只是我们熟悉的能吃的哪几个种。螃蟹的进化过程也并非一蹴而就,而蟹化在十足类甲壳动物中至少经历了5次的趋同进化,非常复杂。


要了解螃蟹的进化,我么首先要知识什么是螃蟹。首先,大白话中螃蟹也就是英文中的crab,这和生物学上的螃蟹是有差异的,生物学上的螃蟹名为短尾下目(Brachyura),意思是指尾巴短,具有一对鳌肢和八条腿的十足目甲壳类动物,换言之就是说螃蟹是尾巴很短的甲壳类动物。然而,十足目的很多动物都可泛称为螃蟹,如瓷蟹、寄居蟹和帝王蟹等,但它们却又不是真正的螃蟹,而是一些处于进化中间环节的过渡态生物。如瓷蟹,它常常生活在石砾中,很可能是因为生活在石头墩中的缘故,它的鳌肢很容易碎,本质上是一种逐渐变得像蟹的龙虾。寄居蟹虽然也称之为蟹,其实是十足目歪尾次目,外形介于虾和蟹之间的生物。寄居蟹身体左右不对称,与螃蟹不同。它通常寄居于螺壳内,这种生活模式被认为是蟹化的进化动力之一。科学上研究最经典的案例是帝王蟹,帝王蟹生活在冷水海域中。帝王蟹外形很像螃蟹,味道也差不多,但帝王蟹只有六条腿,也并不是真正的螃蟹。然而,帝王蟹的形态和进化过程已经很接近螃蟹。分子技术和基因组研究均表明,帝王蟹是从寄居蟹祖先分化而来的(nature 1992)。寄居蟹大约在1.5亿年前,就开始利用螺蛳壳,靠螺壳提供保护,而大约在13-25个百万年前,海洋中依靠螺壳生存的生境突然减少,蟹化过程因此开启,造就了帝王蟹的形成。帝王蟹进化的这个例子很好的展示了螃蟹外形的进化历程。

那么,与虾或者龙虾相比,螃蟹是不是更具有进化优势,更加先进呢?生物学家统计了一下,发现螃蟹的数量大概有7000多种,在十足目里是最多的一个类群,基本占据了各种各样的生态位。进化上看,短尾下目的螃蟹的确比虾更加高级,但它的生态功能并不见得比虾类和龙虾类厉害。虾和龙虾也自有它生存的高招和生态空间。


寄居蟹独特的螺壳寄居生活模式,促进了帝王蟹的进化


帝王蟹与寄居蟹(无壳)拥有同样的祖先


瓷蟹并不是真正的螃蟹,它常生活在石砾中,壳很软只有6只步足

扯了半天,你可能会问,既然蟹化这么奇特,在进化上有什么优点呢?答案可能要从化石里来寻找。最早的螃蟹化石可追溯到侏罗纪,螃蟹的分化自侏罗纪开始,与它的天敌硬骨鱼一起同步分化而来。古生物学家 Förster认为,十足类动物长长的腹部并不适合在海底的生态环境下生存,而且肥美的腹部很容易吸引来天敌,也不易于保护,这些因子都促进了其腹部的隐藏。另外也有的科学家认为,蟹化很可能是蟹类生活模式的改变造成的。比如石蟹可能起源于寄居蟹逐步适应于海螺的保护壳,因为要缩进海螺壳中,因此腹部发生了变形和折叠。Förster还进一步给出了蟹的进化历程,认为蟹先祖的腹部的缩短之后,背甲骨逐步扩大,进化成了蟹的模样。

在众多的海洋生物中,螃蟹并非是唯一发扁平化腹部缩短的唯一生物,还有一些非甲壳类动物也因为生活中在海底或营寄生生活,身体发生了相类似的形态进化。如海洋生物鳐其实是一种扁平化变化了的鲨鱼,海胆中也有类似的情况发生。然而,它们并不如螃蟹这样多样化,螃蟹这玩意,不仅横行独特,进化历程也是魅力十足,充满神秘感的呢。(图片来自wiki,台湾生物多样性网络等)




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