在印度洋和太平洋交界的海域,生活著一種帶斑點(diǎn)的海葵蟹,名叫紅斑新巖瓷蟹。但很少有人知道,雖然瓷蟹叫蟹,也有著蟹的外表,但它們其實(shí)是蝦,屬于鎧甲蝦總科。其實(shí),不僅紅斑新巖瓷蟹,而且帝王蟹、寄居蟹和椰子蟹等動(dòng)物都不能算是螃蟹,而是屬于異尾下目。只有短尾下目動(dòng)物才是真正的螃蟹。
上述的這些“假螃蟹”和“真螃蟹”都是從十足目動(dòng)物進(jìn)化而來(lái)的。但不知為什么,“假螃蟹”通過(guò)一次次進(jìn)化和篩選,都朝著近似螃蟹的形態(tài)發(fā)展——腹部變短,胸部變寬。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“蟹化”。蟹化屬于趨同進(jìn)化的一種。
螃蟹自己是蟹化的最強(qiáng)代表
椰子蟹也不是螃蟹
瓷蟹屬于鎧甲蝦總科的矮龍蝦(左為紅斑新巖瓷蟹,右為藍(lán)瓷蟹)
既然真正的螃蟹可長(zhǎng)得千奇百怪,那么為什么那些長(zhǎng)得更像螃蟹的生物反而不是真正的螃蟹呢?這是因?yàn)?,分?lèi)學(xué)家在給一種生物劃分類(lèi)別時(shí),要考慮到多種因素。而是否有共同祖先比是否長(zhǎng)得相似要重要得多。所以,就算某種生物長(zhǎng)得很像螃蟹,但如果它與其他螃蟹沒(méi)有直接的進(jìn)化關(guān)系,那它也不屬于螃蟹。
十足目動(dòng)物因其有十條足而得名??茖W(xué)家推測(cè),迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的十足目動(dòng)物很可能像現(xiàn)代的龍蝦一樣生活在海底。大約2.6 億年前,十足目動(dòng)物開(kāi)始逐漸分化為異尾下目(假螃蟹)和短尾下目(真螃蟹)。短尾下目和異尾下目是十足目動(dòng)物在進(jìn)化道路上的兩條不同進(jìn)化路線(xiàn)。
十足目真蟹類(lèi)各支序類(lèi)群的進(jìn)化程度
最古老的假螃蟹生活在約2億年前,體形更像龍蝦。而最古老的真螃蟹最早出現(xiàn)在1.85億年前,并且它們的身體修長(zhǎng),不太像螃蟹。然而,歷經(jīng)了漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程,異尾下目和短尾下目的動(dòng)物都越來(lái)越接近我們現(xiàn)在認(rèn)為的螃蟹形態(tài)。那么這些動(dòng)物為何會(huì)不斷蟹化?難道螃蟹的身體結(jié)構(gòu)更適宜水下生活?
英國(guó)動(dòng)物學(xué)家博拉達(dá)耶在1916年首次提出“蟹化”這一概念。蟹化最初是特指物種腹部萎縮折疊、背甲橫向拉伸并扁平化的現(xiàn)象。用博拉達(dá)耶的話(huà)說(shuō),“仿佛大自然盡其所能去創(chuàng)造一只螃蟹”。
十足目動(dòng)物的尾腹部容易成為被攻擊的目標(biāo),而縮短尾腹部則能讓十足目動(dòng)物難以被天敵捕獲。腹部是甲殼類(lèi)動(dòng)物非常重要的身體部位,甲殼類(lèi)動(dòng)物的腸道和一部分性腺等重要器官都位于腹部。為了避免自己的腹部被捕食者一口咬住而被吃掉,十足目動(dòng)物便將腹部折疊在胸甲下,這樣可以保護(hù)其免受種種襲擊。腹部萎縮或折疊降低了十足目動(dòng)物的移動(dòng)重心,還降低了它們的基礎(chǔ)代謝(因?yàn)榧∪庑枰哪芰浚┞省?p>
半蟹化的鎧甲蝦,正在向“蟹形”趨同進(jìn)化
豆蟹體形與生蠔形成鮮明對(duì)比
腿長(zhǎng)幾米的亞洲蜘蛛蟹
然而,“蟹化”也有缺點(diǎn)。大部分蟹化的十足目動(dòng)物都失去了游泳能力,這是因?yàn)樵谡郫B或萎縮腹部的同時(shí),它們也失去了用以游泳的尾扇,并且它們的身體也變得更加扁平,這些改變都不利于游泳。不過(guò),螃蟹的身體形態(tài)讓某些十足目動(dòng)物在海底變得更加靈活機(jī)動(dòng):蟹形的身體更加適合在海底移動(dòng)和挖洞;蟹形動(dòng)物可以輕易地側(cè)向移動(dòng),這有助于它們擴(kuò)大活動(dòng)范圍和躲避捕食者的攻擊;與非蟹形動(dòng)物相比,蟹形動(dòng)物的腹部更輕,移動(dòng)所需能量也更少。因此,隨著時(shí)間的推移,這種“蟹”的優(yōu)勢(shì)形態(tài)在進(jìn)化中被選擇,很多體形細(xì)長(zhǎng)的十足目動(dòng)物都向螃蟹的形狀演化。
十足目動(dòng)物的棲息地不斷擴(kuò)大,其中不少物種適應(yīng)了新的環(huán)境,盡管如此,其蟹形的基本身體架構(gòu)卻一直維持了下來(lái)??梢?jiàn),蟹形的身體結(jié)構(gòu)適合大多數(shù)環(huán)境。
雖然有這么多“蟹化”的十足目,但真正的螃蟹其實(shí)只是那些短尾下目的物種。短尾下目約有7000個(gè)物種,分布十分廣泛,從海洋到淡水,甚至陸地,都有它們的身影。它們大小不一,其中既有幾毫米的豆蟹,也有腿長(zhǎng)可達(dá)幾米的亞洲蜘蛛蟹。當(dāng)你下次在水族館中目睹帝王蟹那威武的身姿時(shí),請(qǐng)別忘了,它們和螃蟹早在2億年前就已經(jīng)分家了。
大約1000萬(wàn)年前,在現(xiàn)在的新西蘭海岸,生活著一種有爪子、帶刺和多腿的生物。這種生物是現(xiàn)代帝王蟹的古老祖先,科學(xué)家稱(chēng)其為“仿巖蟹”。仿巖蟹的體形跟棒球差不多大,圓圓的甲殼上有很多尖刺。仿巖蟹是今天所有異尾下目動(dòng)物的祖先。