Ερευνητές αποκάλυψαν νέα στοιχεία σχετικά με το γιατί τα καβούρια ανέπτυξαν το χαρακτηριστικό πλευρικό τους βάδισμα, υποδηλώνοντας ότι αυτός ο ασυνήθιστος τρόπος βάδισης εμφανίστηκε για πρώτη φορά πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια.

Τα ευρήματα, που δημοσιεύτηκαν ως Reviewed Preprint στο eLife, βασίζονται στη μεγαλύτερη μέχρι σήμερα συγκριτική ανάλυση της κίνησης των καβουριών. Συνδυάζοντας άμεσες παρατηρήσεις ζωντανών καβουριών με εξελικτικά δεδομένα, η ομάδα εντόπισε την πλευρική κίνηση σε έναν κοινό πρόγονο από την Ιουρασικής περιόδου. Οι συντάκτες του eLife αναφέρουν ότι η μελέτη παρέχει πολύτιμες πληροφορίες που υποστηρίζονται από αδιάσειστα στοιχεία και θα μπορούσε να ενδιαφέρει τους επιστήμονες που μελετούν τον τρόπο κίνησης των ζώων.

Advertisement
Advertisement

Η πλευρική κίνηση αποτελεί ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά των «αληθινών καβουριών» (Brachyura), της μεγαλύτερης ομάδας δεκαπόδων καβουριών. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι αυτός ο τρόπος κίνησης μπορεί να βοηθά τα καβούρια να ξεφεύγουν από τους θηρευτές, καθώς τους επιτρέπει να διαφεύγουν προς λιγότερο προβλέψιμες κατευθύνσεις.

«Η πλευρική κίνηση μπορεί να έχει συμβάλει σημαντικά στην οικολογική επιτυχία των αληθινών καβουριών», λέει ο ανώτερος συντάκτης της μελέτης Yuuki Kawabata, αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή Ολοκληρωμένων Επιστημών και Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου Ναγκασάκι της Ιαπωνίας.

«Υπάρχουν περίπου 7.904 είδη αληθινών καβουριών, αριθμός που υπερβαίνει κατά πολύ αυτόν της αδελφικής τους ομάδας, των Anomura, ή των πιο κοντινών συγγενών τους, των Astacidea. Έχουν αποικίσει ποικίλα ενδιαιτήματα σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων χερσαίων, γλυκών υδάτων και βαθιών θαλάσσιων περιβαλλόντων, ενώ το καβουροειδές σχήμα του σώματός τους έχει εξελιχθεί επανειλημμένα με την πάροδο του χρόνου, σε ένα φαινόμενο γνωστό ως καρκινίωση.

«Παρά τις πλούσιες πληροφορίες που υπάρχουν για τα αληθινά καβούρια, τα δεδομένα σχετικά με τις κινητικές τους συμπεριφορές είναι σπανιότερα. Αν και τα περισσότερα είδη αληθινών καβουριών κινούνται πλευρικά, υπάρχουν ορισμένες ομάδες που περπατούν προς τα εμπρός, γεγονός που εγείρει μερικά ενδιαφέροντα ερωτήματα. Πότε ξεκίνησε η πλευρική τους κίνηση, πόσες φορές εξελίχθηκε με την πάροδο των χρόνων και πόσες φορές επανήλθε;»

Οι ερευνητές ανέλυσαν 50 είδη καβουριών

Για να διερευνήσουν αυτά τα ερωτήματα, ο Kawabata και οι συνεργάτες του μελέτησαν τα πρότυπα κίνησης 50 ειδών καβουριών. Χρησιμοποιώντας μια συνηθισμένη βιντεοκάμερα, οι ερευνητές κατέγραψαν κάθε είδος για 10 λεπτά μέσα σε κυκλικούς πλαστικούς χώρους που είχαν σχεδιαστεί ώστε να μοιάζουν με τα φυσικά τους ενδιαιτήματα. Λόγω πρακτικών περιορισμών, καταγράφηκε ένα καβούρι από κάθε είδος.

Advertisement

Στη συνέχεια, η ομάδα συνδύασε αυτές τις παρατηρήσεις με πληροφορίες από μια προηγουμένως δημοσιευμένη φυλογενετική μελέτη για τα καβούρια, η οποία ανακατασκεύασε την εξελικτική ιστορία των Brachyura χρησιμοποιώντας αλληλουχίες από 10 γονίδια σε 344 είδη που αντιπροσωπεύουν τις περισσότερες σημαντικές γενεαλογικές γραμμές των αληθινών καβουριών.

Δεδομένου ότι τα δεδομένα συμπεριφοράς και η φυλογενετική δεν περιλάμβαναν πάντα τα ίδια ακριβώς είδη, οι ερευνητές απλοποίησαν το εξελικτικό δέντρο ώστε να περιλαμβάνει 44 γένη, μαζί με πέντε οικογένειες και μία υπεροικογένεια. Όταν ήταν απαραίτητο, χρησιμοποιήθηκαν στενά συγγενικές ομάδες για να αντικαταστήσουν τα είδη που έλειπαν.

Η πλευρική κίνηση εξελίχθηκε μόνο μία φορά

Από τα 50 είδη που μελετήθηκαν, τα 35 κινούνταν κυρίως πλευρικά, ενώ τα 15 περπατούσαν κυρίως προς τα εμπρός. Αφού χαρτογράφησαν αυτές τις συμπεριφορές στο εξελικτικό δέντρο, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η πλευρική κίνηση πιθανότατα εξελίχθηκε μόνο μία φορά.

Σύμφωνα με την ανάλυση, η συμπεριφορά αυτή εμφανίστηκε σε έναν μόνο πρόγονο που περπατούσε προς τα εμπρός, κοντά στη βάση των Eubrachyura (μιας ομάδας που περιλαμβάνει πιο εξελιγμένα είδη καβουριών), και στη συνέχεια διατηρήθηκε καθ’ όλη τη διάρκεια της εξέλιξης των αληθινών καβουριών.

Advertisement

«Αυτό το μεμονωμένο γεγονός έρχεται σε έντονη αντίθεση με την καρκινίωση, η οποία έχει συμβεί επανειλημμένα σε όλα τα είδη δεκαπόδων», εξηγεί ο Kawabata. «Αυτό υπογραμμίζει ότι, ενώ τα σχήματα του σώματος μπορεί να συγκλίνουν πολλές φορές, οι αλλαγές στη συμπεριφορά, όπως η πλευρική βάδιση, μπορεί να είναι σπάνιες».

Ένα πλεονέκτημα επιβίωσης για τα καβούρια

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η εξελικτική αλλαγή μπορεί να έχει διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην επιτυχία των αληθινών καβουριών. Η πλευρική κίνηση επιτρέπει στα καβούρια να κινούνται γρήγορα προς οποιαδήποτε πλευρική κατεύθυνση, κάτι που μπορεί να βελτιώσει την ικανότητά τους να αποφεύγουν τους θηρευτές.

Advertisement

Ταυτόχρονα, η μελέτη υποδηλώνει ότι αυτός ο τύπος κίνησης είναι δύσκολο να εξελιχθεί, καθώς θα μπορούσε να παρεμποδίσει άλλες σημαντικές συμπεριφορές, όπως το σκάψιμο, η σίτιση και το ζευγάρωμα. Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι η πλευρική βάδιση φαίνεται να είναι μοναδική στα αληθινά καβούρια, με μόνο λίγες πιθανές ομοιότητες σε ζώα όπως οι αράχνες-καβούρια και οι νύμφες των τζιτζικιών.

Advertisement

Εξέλιξη, εξαφάνιση και οικολογικές ευκαιρίες

Η μελέτη επισημαίνει επίσης τις περιβαλλοντικές συνθήκες ως έναν ακόμη παράγοντα πίσω από την εξελικτική επιτυχία των καβουριών. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η πλευρική βάδιση εμφανίστηκε πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια.

Η εποχή αυτή χαρακτηρίστηκε από σημαντικές περιβαλλοντικές αλλαγές, όπως η διάλυση της Πανγαίας, η επέκταση των ρηχών θαλάσσιων οικοτόπων και η πρώιμη Μεσοζωική Θαλάσσια Επανάσταση. Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι αυτές οι αλλαγές πιθανώς δημιούργησαν νέες οικολογικές ευκαιρίες που βοήθησαν τα αληθινά καβούρια να διαφοροποιηθούν.

Advertisement

«Για να ξεδιαλύνουμε τους σχετικούς ρόλους της καινοτομίας και της περιβαλλοντικής αλλαγής, χρειαζόμαστε περαιτέρω αναλύσεις της διαφοροποίησης που εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά, χρονοδιαγράμματα βασισμένα σε απολιθώματα και δοκιμές απόδοσης που συνδέουν την πλευρική κίνηση των αληθινών καβουριών με προσαρμοστικά πλεονεκτήματα», προσθέτει ο Kawabata.

«Τα παρόντα αποτελέσματα υπογραμμίζουν ότι η πλευρική κίνηση στα αληθινά καβούρια αποτελεί ένα σπάνιο αλλά καινοτόμο χαρακτηριστικό που ενδέχεται να συνέβαλε στην οικολογική τους επιτυχία», καταλήγει ο Kawabata. «Τέτοιες καινοτομίες μπορούν να ανοίξουν νέες δυνατότητες προσαρμογής, παραμένοντας όμως περιορισμένες από τη φυλογενετική ιστορία και τα οικολογικά πλαίσια. Με άμεσες παρατηρήσεις συμπεριφοράς και ένα φυλογενετικό πλαίσιο, η παρούσα εργασία διευρύνει την κατανόησή μας για το πώς οι τρόποι μετακίνησης στα ζώα διαφοροποιούνται και επιβιώνουν στο πέρασμα της εξελικτικής πορείας».