Ученые раскрыли новые подробности того, как крабы развили свое характерное боковое движение, и ответ таков: они придерживались этой фишки очень и очень давно.
Новое исследование, опубликованное в виде рецензируемого препринта в eLife, объединяет крупнейший на сегодняшний день набор данных о том, как передвигаются крабы. Сравнивая множество видов, исследователи проследили этот необычный стиль ходьбы до общего предка, жившего примерно 200 миллионов лет назад. Редакторы eLife описывают результаты как ценные и подтвержденные в значительной степени убедительными доказательствами, имеющие широкое значение для ученых, изучающих движение животных.
Боковая ходьба является отличительной чертой «настоящих крабов» (Brachyura), крупнейшей группы среди крабообразных десятиногих. Этот необычный способ передвижения может давать важные преимущества. Например, он помогает крабам ускользать от хищников, делая их направление менее предсказуемым — что большинство из нас не может сказать о своих собственных поездках на работу.
«Боковая локомоция, возможно, внесла значительный вклад в экологический успех настоящих крабов», — говорит старший соавтор Юки Кавабата, доцент Высшей школы интегративных наук и технологий Университета Нагасаки, Япония. «Существует около 7 904 видов настоящих крабов, что намного превышает количество их сестринской группы Anomura или ближайших родственников Astacidea; они колонизировали разнообразные среды обитания по всему миру, включая наземные, пресноводные и глубоководные; и их крабоподобная форма тела неоднократно развивалась с течением времени в явлении, известном как карцинизация».
«Несмотря на обилие информации о настоящих крабах, данные об их локомоторном поведении скудны. Хотя большинство видов настоящих крабов используют боковую локомоцию, есть некоторые группы, которые ходят вперед, что поднимает интересные вопросы. Когда возникла их боковая локомоция, сколько раз за эти годы она развивалась и сколько раз возвращалась?»
Чтобы изучить эти вопросы, Кавабата и его коллеги исследовали, как передвигаются 50 видов настоящих крабов. Каждый вид записывали в течение 10 минут с помощью стандартной видеокамеры внутри круглого пластикового манежа, имитирующего его естественную среду обитания. Из-за практических ограничений исследователи наблюдали по одной особи каждого вида — так что мы принимаем на веру слова одного краба о том, как передвигается целый вид.
Затем команда объединила эти наблюдения с данными ранее опубликованной филогении крабов, которая отображала эволюционные связи Brachyura с использованием 10 генов из 344 видов, охватывающих большинство основных линий. Поскольку поведенческие данные не всегда идеально совпадали с видами в этой филогении, исследователи упростили эволюционное дерево до 44 родов, а также пяти семейств и одного надсемейства. Это позволило близкородственным группам заменить виды, которые не были непосредственно включены.
Из 50 изученных видов 35 в основном передвигались боком, а 15 — вперед. Когда исследователи нанесли это поведение на эволюционное дерево, проявилась четкая закономерность. Боковая ходьба, по-видимому, развилась только один раз, произойдя от предка, ходившего вперед, в основании Eubrachyura, группы, включающей более продвинутых крабов. После этого признак оставался в значительной степени неизменным у настоящих крабов.
«Это единичное событие резко контрастирует с карцинизацией, которая происходила неоднократно у видов десятиногих», — объясняет Кавабата. «Это подчеркивает, что, хотя формы тела могут сходиться многократно, поведенческие изменения, такие как боковая ходьба, могут быть редкими».
Исследователи предполагают, что этот однократный переход к боковому движению мог сыграть важную роль в успехе настоящих крабов. Движение вбок позволяет крабам быстро перемещаться в любом направлении, что облегчает уклонение от хищников. В то же время такой тип локомоции необычен в животном мире, возможно, потому, что он может мешать другим важным занятиям, таким как рытье нор, спаривание и кормление.
По мнению авторов, боковая ходьба может представлять собой редкое эволюционное