Η χαρακτηριστική πλαγιοδρόμηση των καβουριών ίσως εμφανίστηκε μία μόνο φορά στην εξέλιξη και να τα βοήθησε να εξαπλωθούν παγκοσμίως.
Νέα μελέτη, δημοσιευμένη ως Reviewed Preprint στο eLife, συγκεντρώνει το μεγαλύτερο μέχρι σήμερα σύνολο δεδομένων για την κίνηση των καβουριών. Συγκρίνοντας πολλά είδη, οι ερευνητές εντόπισαν αυτή την ιδιότυπη βάδιση σε έναν κοινό πρόγονο πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια. Οι συντάκτες του eLife χαρακτηρίζουν τα ευρήματα πολύτιμα, με κατά βάση πειστικές ενδείξεις και ευρεία σημασία για όσους μελετούν την κίνηση των ζώων.
Η πλευρική κίνηση αποτελεί γνώρισμα των «αληθινών καβουριών» (Brachyura), της μεγαλύτερης ομάδας ανάμεσα στα δεκάποδα καβούρια. Μπορεί να προσφέρει πλεονεκτήματα, όπως δυσκολότερη πρόβλεψη της πορείας τους από τους θηρευτές.
«Η πλευρική μετακίνηση μπορεί να συνέβαλε σημαντικά στην οικολογική επιτυχία των αληθινών καβουριών», λέει ο Yuuki Kawabata, αναπληρωτής καθηγητής στη Graduate School of Integrated Science and Technology, Nagasaki University, Ιαπωνία. «Υπάρχουν περίπου 7.904 είδη αληθινών καβουριών, πολύ περισσότερα από την αδελφή ομάδα τους, τα Anomura, ή τους πλησιέστερους συγγενείς τους, τα Astacidea· έχουν αποικίσει ποικίλα περιβάλλοντα σε όλο τον κόσμο – ξηρά, γλυκά νερά και μεγάλα βάθη· και το σχήμα σώματος “σαν καβούρι” έχει εξελιχθεί επανειλημμένα με την πάροδο του χρόνου, σε ένα φαινόμενο γνωστό ως carcinization.
»Παρά τον πλούτο πληροφοριών για τα αληθινά καβούρια, τα δεδομένα για τη συμπεριφορά κίνησής τους είναι φτωχά. Αν και τα περισσότερα είδη χρησιμοποιούν πλευρική κίνηση, υπάρχουν ομάδες που περπατούν προς τα εμπρός, κάτι που γεννά ερωτήματα. Πότε προέκυψε η πλευρική κίνηση, πόσες φορές εξελίχθηκε και πόσες φορές αντέστρεψε πορεία;»
Για να απαντήσουν, ο Kawabata και οι συνεργάτες του κατέγραψαν πώς κινούνται 50 είδη αληθινών καβουριών. Κάθε είδος βιντεοσκοπήθηκε για 10 λεπτά με συμβατική κάμερα μέσα σε κυκλικό πλαστικό χώρο που μιμούνταν το φυσικό του περιβάλλον. Για πρακτικούς λόγους, παρατηρήθηκε ένα άτομο ανά είδος.
Τα δεδομένα αυτά συνδυάστηκαν με προϋπάρχουσα φυλογενετική ανάλυση των Brachyura, βασισμένη σε 10 γονίδια από 344 είδη των περισσότερων μεγάλων γενών. Επειδή οι συμπεριφορικές παρατηρήσεις δεν ταίριαζαν πάντα απόλυτα με τα είδη της φυλογένεσης, οι ερευνητές απλοποίησαν το εξελικτικό δέντρο σε 44 γένη, μαζί με πέντε οικογένειες και μία υπεροικογένεια, ώστε συγγενικές ομάδες να εκπροσωπούν είδη που δεν περιλαμβάνονταν άμεσα.
Από τα 50 είδη, τα 35 κινούνταν κυρίως πλαγίως, ενώ 15 βάδιζαν προς τα εμπρός. Όταν οι συμπεριφορές χαρτογραφήθηκαν στο εξελικτικό δέντρο, προέκυψε καθαρό μοτίβο: η πλευρική κίνηση φαίνεται να εμφανίστηκε μία φορά, από πρόγονο που βάδιζε εμπρόσθια στη βάση των Eubrachyura, της ομάδας με τα «προηγμένα» καβούρια. Έκτοτε, το γνώρισμα έμεινε σε μεγάλο βαθμό σταθερό στα αληθινά καβούρια.
«Αυτό το μοναδικό γεγονός έρχεται σε έντονη αντίθεση με την carcinization, η οποία έχει συμβεί επανειλημμένα στα δεκάποδα», εξηγεί ο Kawabata. «Αναδεικνύει ότι, ενώ τα σχήματα σώματος μπορεί να συγκλίνουν πολλές φορές, οι συμπεριφορικές αλλαγές, όπως η πλευρική κίνηση, μπορεί να είναι σπάνιες».
Οι ερευνητές προτείνουν ότι αυτή η εφάπαξ στροφή στην πλευρική κίνηση ίσως υπήρξε κλειδί για την επιτυχία των αληθινών καβουριών. Η πλάγια μετακίνηση επιτρέπει γρήγορη φυγή προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, δυσκολεύοντας τους θηρευτές. Ταυτόχρονα, παραμένει σπάνια στο ζωικό βασίλειο, πιθανώς επειδή παρεμποδίζει άλλες κρίσιμες δραστηριότητες, όπως το σκάψιμο, το ζευγάρωμα και τη διατροφή. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, πρόκειται για σπάνια εξελικτική καινοτομία που απαντά κυρίως στα αληθινά καβούρια και, ενδεχομένως, σε λίγες ακόμη ομάδες όπως οι crab spiders και οι νύμφες leafhopper.
Η μελέτη υπογραμμίζει επίσης ότι την εξελικτική επιτυχία δεν την κινούν μόνο οι βιολογικές καινοτομίες. Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες παίζουν σημαντικό ρόλο. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η πλευρική κίνηση στα αληθινά καβούρια εμφανίστηκε περίπου πριν από 200 εκατ. χρόνια (στις αρχές του Ιουρασικού, αμέσως μετά την εξαφάνιση Τριασικού–Ιουρασικού). Η περίοδος αυτή περιλάμβανε μεγάλες αλλαγές, όπως τον διαχωρισμό της Πανγαίας, την εξάπλωση των ρηχών θαλάσσιων οικοσυστημάτων και την πρώιμη Mesozoic Marine Revolution, που πιθανόν άνοιξαν νέους δρόμους για διαφοροποίηση.
«Για να ξεχωρίσουμε τους ρόλους καινοτομίας και περιβαλλοντικής αλλαγής, χρειάζονται περαιτέρω αναλύσεις εξάρτησης της διαφοροποίησης από γνωρίσματα, χρονολογήσεις με βάση απολιθώματα και δοκιμές επίδοσης που να συνδέουν την πλευρική κίνηση με προσαρμοστικά οφέλη», προσθέτει ο Kawabata.
«Τα τωρινά αποτελέσματα δείχνουν ότι η πλευρική κίνηση στα αληθινά καβούρια είναι σπάνιο αλλά καινοτόμο γνώρισμα που μπορεί να συνέβαλε στην οικολογική τους επιτυχία», καταλήγει ο Kawabata. «Τέτοιες καινοτομίες μπορούν να ανοίγουν νέες προσαρμοστικές δυνατότητες και ταυτόχρονα να παραμένουν περιορισμένες από τη φυλογενετική ιστορία και τα οικολογικά συμφραζόμενα. Με άμεσες συμπεριφορικές παρατηρήσεις και φυλογενετικό πλαίσιο, αυτή η δουλειά διευρύνει την κατανόηση του πώς οι τρόποι μετακίνησης στα ζώα διαφοροποιούνται και επιμένουν στον εξελικτικό χρόνο».
Την έρευνα υλοποίησε ο Yuuki Kawabata με τους συν-πρώτους συγγραφείς Junya Taniguchi, Tsubasa Inoue και Kano Kohara από το Kawabata Laboratory. Συμμετείχαν ακόμη οι Jung-Fu Huang (National Kaohsiung University of Science and Technology, Taiwan), Atsushi Hirai (Susami Crustacean Aquarium, Wakayama, Japan), Nobuaki Mizumoto (Auburn University, Alabama, US) και Fumio Takeshita (Kitakyushu Museum of Natural History & Human History, Japan).
Υλικό από το eLife. Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να έχει υποστεί επεξεργασία για λόγους ύφους και έκτασης.
