螃蟹的横行习性可能起源于2亿年前。图片来源：Shutterstock

一项近日发表于eLife的研究汇总形成了迄今最大的关于螃蟹如何运动的数据集。通过对比多个物种，科学家将其特殊的行走方式追溯至约2亿年前的共同祖先，为研究螃蟹不寻常的侧向移动提供了新线索。

横向行走是短尾下目（真蟹）的标志性特征，它们是十足类甲壳动物中最大的类群。这种独一无二的行走方式为螃蟹带来了重要的生存优势。例如，横行让捕食者难以预判螃蟹的移动方向，从而帮助它们逃生。

论文通讯作者、日本长崎大学的Yuuki Kawabata表示：“横向运动很可能对真蟹的生态成功起到了关键作用。目前，真蟹约有7904个物种，远超其近亲歪尾下目、螯虾下目等。它们遍布全球各类生态环境中，包括陆地、淡水和深海。此外，其体形随着时间的推移反复演化，这一现象被称为‘蟹化’。”

虽然大多数真蟹都是横向行走的，但也有一些会向前走，由此引发了一系列有趣的问题：横向行走起源于何时？多年来演化了多少次，又退化了多少次？

为解答上述问题，Kawabata团队研究了50种真蟹的运动模式。在模拟自然环境的圆形实验池中，他们用摄像机连续录制了每种螃蟹10分钟的视频。

随后，团队将观测结果与先前发表的螃蟹系统发育数据相结合，后者利用来自344个物种、涵盖大多数主要分支的10个基因，构建了真蟹各类群的进化关系。由于行为数据与该系统发育树中的物种无法吻合，研究人员将进化树简化为44个属、5个科和1个超科，用亲缘关系近的类群替代了未直接观测的物种。

在研究的50种螃蟹中，35种主要是横向移动，15种向前移动。当团队将行为特征映射到进化树上后，规律清晰起来。横向行走似乎只进化过一次，起源于真短尾下目基部的一个向前直行的祖先；此后，这一特征在真蟹身上基本保持不变。

Kawabata解释说：“这一单一事件与蟹化形成了鲜明对比。蟹化在十足类动物中曾反复发生。这说明动物体态可以趋同演化多次，但横行这样的行为变化却十分罕见。”

研究人员认为，这种一次性的横向行走转变可能在真蟹的繁荣壮大中起到了关键作用。横行让螃蟹得以向任意方向快速移动，从而大幅提升避敌能力。不过，在整个动物界中，横行并不常见，可能是因为它会干扰挖洞、交配、觅食等其他重要行为。

作者指出，横向行走是真蟹独有的罕见进化创新，自然界仅有少数其他生物也演化出类似方式，例如蟹蛛、叶蝉若虫等。

研究还表明，物种进化成功并非仅由生物创新所决定，环境因素同样至关重要。研究估计，真蟹横行大约起源于2亿年前的侏罗纪早期，即三叠纪-侏罗纪大灭绝后不久。这一时期发生了重大环境变迁，如盘古大陆解体、浅海栖息地扩张、早三叠世海洋革命发生，很可能为物种多样化创造了新机遇。（王方）

相关论文信息：

https://doi.org/10.7554/eLife.110015.1