大自然热衷造 “螃蟹”

2021-11-30

大自然探索 2021年10期

為啥都长成螃蟹样

在印度洋和太平洋交界的海域，生活着一种带斑点的海葵蟹，名叫红斑新岩瓷蟹。但很少有人知道，虽然瓷蟹叫蟹，也有着蟹的外表，但它们其实是虾，属于铠甲虾总科。其实，不仅红斑新岩瓷蟹，而且帝王蟹、寄居蟹和椰子蟹等动物都不能算是螃蟹，而是属于异尾下目。只有短尾下目动物才是真正的螃蟹。

上述的这些“假螃蟹”和“真螃蟹”都是从十足目动物进化而来的。但不知为什么，“假螃蟹”通过一次次进化和筛选，都朝着近似螃蟹的形态发展——腹部变短，胸部变宽。这种现象被称为“蟹化”。蟹化属于趋同进化的一种。

螃蟹自己是蟹化的最强代表

椰子蟹也不是螃蟹

瓷蟹属于铠甲虾总科的矮龙虾（左为红斑新岩瓷蟹，右为蓝瓷蟹）

既然真正的螃蟹可长得千奇百怪，那么为什么那些长得更像螃蟹的生物反而不是真正的螃蟹呢？这是因为，分类学家在给一种生物划分类别时，要考虑到多种因素。而是否有共同祖先比是否长得相似要重要得多。所以，就算某种生物长得很像螃蟹，但如果它与其他螃蟹没有直接的进化关系，那它也不属于螃蟹。

“蟹化”从何时起？

十足目动物因其有十条足而得名。科学家推测，迄今为止发现的最古老的十足目动物很可能像现代的龙虾一样生活在海底。大约2.6 亿年前，十足目动物开始逐渐分化为异尾下目（假螃蟹）和短尾下目（真螃蟹）。短尾下目和异尾下目是十足目动物在进化道路上的两条不同进化路线。

十足目真蟹类各支序类群的进化程度

最古老的假螃蟹生活在约2亿年前，体形更像龙虾。而最古老的真螃蟹最早出现在1.85亿年前，并且它们的身体修长，不太像螃蟹。然而，历经了漫长的进化历程，异尾下目和短尾下目的动物都越来越接近我们现在认为的螃蟹形态。那么这些动物为何会不断蟹化？难道螃蟹的身体结构更适宜水下生活？

压力太大导致“抄作业”进化

英国动物学家博拉达耶在1916年首次提出“蟹化”这一概念。蟹化最初是特指物种腹部萎缩折叠、背甲横向拉伸并扁平化的现象。用博拉达耶的话说，“仿佛大自然尽其所能去创造一只螃蟹”。

十足目动物的尾腹部容易成为被攻击的目标，而缩短尾腹部则能让十足目动物难以被天敌捕获。腹部是甲壳类动物非常重要的身体部位，甲壳类动物的肠道和一部分性腺等重要器官都位于腹部。为了避免自己的腹部被捕食者一口咬住而被吃掉，十足目动物便将腹部折叠在胸甲下，这样可以保护其免受种种袭击。腹部萎缩或折叠降低了十足目动物的移动重心，还降低了它们的基础代谢（因为肌肉需要消耗能量）率。

半蟹化的铠甲虾，正在向“蟹形”趋同进化

豆蟹体形与生蚝形成鲜明对比

腿长几米的亚洲蜘蛛蟹

然而，“蟹化”也有缺点。大部分蟹化的十足目动物都失去了游泳能力，这是因为在折叠或萎缩腹部的同时，它们也失去了用以游泳的尾扇，并且它们的身体也变得更加扁平，这些改变都不利于游泳。不过，螃蟹的身体形态让某些十足目动物在海底变得更加灵活机动：蟹形的身体更加适合在海底移动和挖洞;蟹形动物可以轻易地侧向移动，这有助于它们扩大活动范围和躲避捕食者的攻击;与非蟹形动物相比，蟹形动物的腹部更轻，移动所需能量也更少。因此，随着时间的推移，这种“蟹”的优势形态在进化中被选择，很多体形细长的十足目动物都向螃蟹的形状演化。

十足目动物的栖息地不断扩大，其中不少物种适应了新的环境，尽管如此，其蟹形的基本身体架构却一直维持了下来。可见，蟹形的身体结构适合大多数环境。

虽然有这么多“蟹化”的十足目，但真正的螃蟹其实只是那些短尾下目的物种。短尾下目约有7000个物种，分布十分广泛，从海洋到淡水，甚至陆地，都有它们的身影。它们大小不一，其中既有几毫米的豆蟹，也有腿长可达几米的亚洲蜘蛛蟹。当你下次在水族馆中目睹帝王蟹那威武的身姿时，请别忘了，它们和螃蟹早在2亿年前就已经分家了。