Зоологи выяснили, как крабы приобрели характерную походку в боковом направлении. Оказалось, что эта особенность возникла у них всего один раз: в стволовой группе клады Eubrachyura около 200 миллионов лет назад.
Большинство современных представителей данной клады продолжают ходить и бегать боком. Однако по крайней мере в шести филогенетических линиях произошел переход к передвижению вперед. Как отмечается в прошедшем рецензирование препринте исследования, который выложен на сайте журнала eLife, вероятно, необычная локомоция способствовала диверсификации и эволюционному успеху крабов.
Крабы (Brachyura) обычно ходят и бегают боком. Такая походка связана с тем, что их тело вытянуто в поперечном направлении, а конечности лучше сгибаются в стороны, чем вперед и назад. Двигаясь боком, крабы могут перемещаться как вправо, так и влево от себя и развивать высокую скорость, что позволяет им спасаться от хищников и быстро добираться до пищи. Не исключено, что необычная локомоция стала одной из причин успеха этой группы, достигшей высокого разнообразия и занявшей множество ниш в морских, пресноводных и сухопутных экосистемах.
Впрочем, не все крабы передвигаются в боковом направлении. Представители некоторых семейств, например, ранинид (Raninidae), крабов-пауков (Majidae) и миктирид (Mictyridae), как правило, ходят и бегают вперед. Это поднимает вопрос о том, когда крабы освоили перемещение боком, а также был ли переход к такому типу локомоции однократным или независимо произошел в разных эволюционных линиях.
Разобраться в этом вопросе решила команда зоологов под руководством Юки Кавабаты (Yuuki Kawabata) из Университета Нагасаки. Основываясь на реконструкции родственных связей крабов из опубликованной несколько лет назад работы, исследователи выбрали 50 видов этих беспозвоночных, представляющих разные филогенетические ветви. Затем они взяли по одной особи каждого из них и провели с ними поведенческие тесты. Крабов помещали на круглые пластиковые арены диаметром 80–140 сантиметров, условия на которых соответствовали их природной среде обитания. Затем передвижения подопытных особей на протяжении 10 минут снимали с помощью видеокамеры, закрепленной над ареной.
Анализ видеозаписей показал, что для 35 видов крабов из выборки характерно перемещение в боковом направлении. Все они относятся к кладе Eubrachyura, включающей большинство современных крабов. Оставшиеся 15 видов в основном передвигаются вперед. Среди них есть представители как Eubrachyura, так и других клад. Интересно, что два типа локомоции практически не смешиваются. Крабы, которые ходят и бегают боком, крайне редко передвигаются в переднем направлении, и наоборот. Промежуточной манеры перемещения — то есть регулярного передвижения и боком, и вперед — ни у одного вида выявлено не было.
Сопоставив результаты тестов с данными об эволюционных взаимоотношениях крабов, Кавабата и его коллеги пришли к выводу, что последний общий предок этих ракообразных передвигался вперед. Такая походка до сих пор характерна для представителей рано отделившихся клад Homoloida, Dromiacea, Raninoida и, вероятно, Cyclodorippoida.
В то же время последний общий предок всех ныне живущих Eubrachyura, живший около 172 миллионов лет назад, ходил и бегал в боковом направлении. Судя по всему, данный способ локомоции возник уже в стволовой группе клады Eubrachyura в период между ее расхождением с кладой Raninoida и появлением кроновой группы. По расчетам авторов, это произошло примерно 200 миллионов лет назад, на фоне распада суперконтинента Пангеи, формирования обширных мелководий и мезозойской перестройки морских экосистем. Результаты исследования свидетельствуют, что за всю эволюционную историю крабов передвижение боком возникло среди них всего один раз.
Большинство потомков последнего общего предка Eubrachyura сохранили манеру ходить и бегать боком. Тем не менее, по меньшей мере шесть эволюционных ветвей клады, в частности, упоминавшиеся выше семейства крабов-пауков и миктирид, в процессе эволюции вернулись к движению вперед. По мнению авторов, это связано с тем, что они спасаются от хищников не за счет бегства, а благодаря групповому образу жизни, маскировке с помощью водорослей или жизни внутри других беспозвоночных. Интересно, что относящийся к крабам-паукам род Chionoecetes вторично освоил перемещение в боковом направлении. Поскольку отдаленные предки этого рода передвигались боком, авторы не рассматривают эту адаптацию в качестве независимого случая приобретения такой походки.
Кавабата и его коллеги подчеркивают, что в кладу Eubrachyura входят более 7000 современных видов. Близкие к ним клады Cyclodorippoida и Raninoida, представители которых ходят вперед, намного менее разнообразны: к ним относятся около 110 и около 45 видов соответственно. Это подтверждает идею, согласно которой переход к передвижению боком подстегнул диверсификацию крабов и обеспечил им эволюционный успех. В заключение следует отметить, что хотя некоторые ракообразные из подотряда неполнохвостых (Anomura) в процессе карцинизации стали очень похожими на настоящих крабов, никому из них не удалось освоить перемещение в боковом направлении.
Автор: Сергей Коленов