研究人员揭示了真正的螃蟹从海洋到陆地再返回的史诗般的古老旅程
按分类总科着色的真蟹类的系统发育和分歧时间估计概要。鸣谢:uux.cn/乔安娜·沃尔夫、哈维尔·卢克和哈里森·曼克。
（神秘的地球uux.cn）据哈佛大学：螃蟹是独特的不断进化的动物，经常将它们的生活方式从海洋环境中转移到其他环境中。最受欢迎的食物种类可以是完全海洋性的(雪蟹)或河口性的(马里兰蓝蟹、邓杰内斯蟹)。一些高度陆生的物种如果在更高的层次可以爬树，而另一些物种如果成年后完全浸泡在水中就会死亡。
在《系统生物学》的一项新研究中，由哈佛大学生物和进化生物学系博士后研究员乔安娜·沃尔夫(Joanna Wolfe)领导的一个国际研究小组询问了真正的螃蟹(Brachyura)离开海洋环境生活在其他环境中的次数和时间。
这项研究的项目跨越了近20年，发现真正的螃蟹不仅离开海洋环境7到17次，而且它们也比以前的估计更古老，可以追溯到中三叠纪和一些最早的恐龙，比以前假设的侏罗纪早4500万年。
真正的螃蟹包括109科7600多种。几百万年来，一些种类的螃蟹离开了海洋环境，生活在其他环境中，包括潮间带、陆地和淡水。对于大多数节肢动物来说，陆地化，即离开海洋到陆地的过程，只发生一次(昆虫，多足类动物)或可能几次(蛛形纲动物)，大多数事件发生在3亿多年前。
“我们的研究表明，在过去的1亿年里，真正的螃蟹在陆地和淡水中独立生存了大约17次，”沃尔夫说。这17个蟹类群体中的大多数只能在半陆地栖息地(潮间带、泻湖和河口)生存。大多数最不依赖海水的蟹类(如招潮蟹、吸血蟹和陆蟹)都集中在家谱的一个物种丰富的群体中。
研究人员为真正的螃蟹收集了三个新的数据集。88个真正的蟹科344个物种的分子系统发育，包括海洋和非海洋类群。化石校准包括36个“审查”校准和来自古生物学数据库的完整记录的螃蟹化石记录。
最后，收集自然历史数据(栖息地、幼体发育、呼吸形态、刚毛类型、穴居、昼夜活动),帮助他们从系统发育的角度对每种蟹类进行整体分类。
从数据集，研究人员能够重建系统发育关系。他们应用贝叶斯方法来确定进化的时间，贝叶斯方法最初是在流行病学中发展起来的，用于研究像新冠肺炎这样的病毒是如何进化的。这使得他们能够估计海洋环境中生态转变的数量。
这项研究将地球化的两种途径进行了分类。一种是动物通过潮间带、海滩、海岸森林和丛林从完全的海洋到陆地。另一种情况是，动物从完全的海洋通过河口、水下淡水、河岸，最后是沿海森林和丛林间接到达陆地。
“我们看到了相当多的具有特定特征的地球化趋同事件，”沃尔夫说，“这让我们有能力预测其他群体可能发生的事情。这就是我们的目标，能够将我们所看到的应用到生命之树上。”
这项研究有助于更好地理解趋同进化和不同生物从水中生活到陆地生活的适应。生物学家想知道如何预测一个表型或形态是否会在一个群体中进化。
螃蟹提供了一个重要的窗口，让我们了解对全新环境的早期适应过程，以及可能有助于预测这些途径的不同程度的进化限制。
“螃蟹继续让我们感到惊讶，像这样的研究让我们更多地了解栖息地的转变和这些重要事件的时间，”合著者佛罗里达国际大学的助理教授希瑟·d·布雷肯-格里森说。
令人惊讶的是，研究人员还在数据中发现了至少2到3次螃蟹恢复完全海洋生物的证据。
“螃蟹没有在陆地上生活的目标，”沃尔夫说，“我们的结果表明，从完全海洋环境转移到潮间带或河口环境更容易，而过渡到更独立于水生活的难度高达100倍，就像招潮蟹一样，它们主要生活在陆地上，因为它们有更多的生理适应能力。进化是持续的，生物占据的生态位随着时间而变化；没有比能永远坚持下去更完美的适应。”
