Τα καβούρια μπορεί να οφείλουν το χαρακτηριστικό πλάγιο περπάτημα τους σε ένα και μοναδικό εξελικτικό γεγονός που συνέβη πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια.
Οι ερευνητές αποκάλυψαν νέα στοιχεία σχετικά με το πώς τα καβούρια εξελίχθηκαν ώστε να κινούνται πλάγια υποδεικνύοντας ότι αυτός ο ασυνήθιστος τρόπος βάδισης εμφανίστηκε για πρώτη φορά περίπου πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια.
Τα ευρήματα που δημοσιεύθηκαν στην επιθεώρηση «eLife» βασίζονται στη μεγαλύτερη συγκριτική ανάλυση που έχει πραγματοποιηθεί μέχρι σήμερα για την κίνηση των καβουριών. Συνδυάζοντας άμεσες παρατηρήσεις ζωντανών καβουριών με εξελικτικά δεδομένα η ομάδα εντόπισε την πλάγια κίνηση σε έναν κοινό πρόγονο της Ιουρασικής περιόδου. Οι ερευνητές δήλωσαν ότι η μελέτη προσφέρει σημαντικές γνώσεις υποστηριζόμενες από πειστικά στοιχεία και μπορεί να ενδιαφέρει τους επιστήμονες που μελετούν τον τρόπο κίνησης των ζώων.
Η πλάγια κίνηση αποτελεί ένα από τα πιο χαρακτηριστικά γνωρίσματα των «αληθινών καβουριών» (Brachyura), της μεγαλύτερης ομάδας δεκάποδων καβουριών. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι αυτός ο τρόπος κίνησης μπορεί να βοηθά τα καβούρια να αποφεύγουν τους θηρευτές επειδή τους επιτρέπει να διαφεύγουν προς λιγότερο προβλέψιμες κατευθύνσεις.
«Η πλάγια κίνηση μπορεί να συνέβαλε σημαντικά στην οικολογική επιτυχία των αληθινών καβουριών», δήλωσε ο Γιούουκι Καβαμπάτα αναπληρωτής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Ναγκασάκι και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. «Υπάρχουν περίπου 7.904 είδη καβουριών. Έχουν αποικίσει ποικίλα περιβάλλοντα σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων χερσαίων, γλυκού νερού και βαθέων θαλάσσιων οικοσυστημάτων ενώ το σώμα τους σε μορφή καβουριού έχει εξελιχθεί επανειλημμένα μέσα από ένα φαινόμενο γνωστό ως καβουροποίηση».
Τα ερωτήματα
Παρά τον μεγάλο όγκο πληροφοριών για τα αληθινά καβούρια τα δεδομένα σχετικά με τη συμπεριφορά κίνησής τους παραμένουν περιορισμένα. Αν και τα περισσότερα είδη κινούνται πλάγια, υπάρχουν ορισμένες ομάδες που περπατούν προς τα εμπρός, γεγονός που δημιούργησε σημαντικά ερωτήματα. Πότε εμφανίστηκε η πλάγια κίνηση; Πόσες φορές εξελίχθηκε; Και πόσες φορές εγκαταλείφθηκε;
Για να απαντήσουν σε αυτά τα ερωτήματα, οι ερευνητές μελέτησαν τα πρότυπα κίνησης 50 ειδών αληθινών καβουριών. Χρησιμοποιώντας απλές βιντεοκάμερες, κατέγραψαν κάθε είδος για 10 λεπτά μέσα σε κυκλικές πλαστικές αρένες σχεδιασμένες ώστε να μοιάζουν με το φυσικό τους περιβάλλον. Λόγω πρακτικών περιορισμών καταγράφηκε ένα μόνο άτομο από κάθε είδος.
Στη συνέχεια συνέκριναν αυτές τις παρατηρήσεις με δεδομένα από μια ήδη δημοσιευμένη φυλογενετική ανάλυση των καβουριών Brachyura η οποία ανακατασκεύαζε την εξελικτική ιστορία της ομάδας χρησιμοποιώντας αλληλουχίες από 10 γονίδια σε 344 είδη που αντιπροσώπευαν τις περισσότερες μεγάλες εξελικτικές γραμμές καβουριών.
Το δέντρο
Επειδή τα δεδομένα συμπεριφοράς και η φυλογενετική ανάλυση δεν περιλάμβαναν πάντοτε τα ίδια ακριβώς είδη, οι ερευνητές απλοποίησαν το εξελικτικό δέντρο ώστε να περιλαμβάνει 44 γένη, μαζί με πέντε οικογένειες και μία υπεροικογένεια. Όπου χρειαζόταν, χρησιμοποιήθηκαν στενά συγγενικές ομάδες ως υποκατάστατα για τα ελλείποντα είδη.
Από τα 50 είδη που μελετήθηκαν, τα 35 κινούνταν κυρίως πλάγια, ενώ τα 15 κυρίως προς τα εμπρός. Χαρτογραφώντας αυτές τις συμπεριφορές πάνω στο εξελικτικό δέντρο οι ερευνητές κατέληξαν ότι η πλάγια κίνηση πιθανότατα εξελίχθηκε μόνο μία φορά.
Σύμφωνα με την ανάλυση η συμπεριφορά αυτή εμφανίστηκε σε έναν κοινό πρόγονο που κινούνταν προς τα εμπρός, κοντά στη βάση των καβουριών Eubrachyura, μιας ομάδας που περιλαμβάνει τα πιο εξελιγμένα καβούρια, και στη συνέχεια διατηρήθηκε σε όλη την εξελικτική ιστορία των αληθινών καβουριών.
«Αυτό το μοναδικό γεγονός έρχεται σε έντονη αντίθεση με το φαινόμενο καβουροποίησης το οποίο έχει συμβεί επανειλημμένα στα δεκάποδα είδη. Αυτό δείχνει ότι, ενώ τα σχήματα σώματος μπορούν να συγκλίνουν πολλές φορές οι συμπεριφορικές αλλαγές όπως το πλάγιο περπάτημα μπορεί να είναι εξαιρετικά σπάνιες» λέει ο Καβαμπάτα.
Μοναδικό
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η εξελικτική αλλαγή ίσως έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην επιτυχία των αληθινών καβουριών. Η πλάγια κίνηση επιτρέπει στα καβούρια να μετακινούνται γρήγορα προς οποιαδήποτε πλευρική κατεύθυνση κάτι που πιθανώς βελτιώνει την ικανότητά τους να αποφεύγουν τους θηρευτές.
Ταυτόχρονα η μελέτη υποδηλώνει ότι αυτός ο τύπος κίνησης είναι δύσκολο να εξελιχθεί επειδή ενδέχεται να επηρεάζει άλλες σημαντικές συμπεριφορές όπως το σκάψιμο η αναζήτηση τροφής και το ζευγάρωμα. Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι το πλάγιο περπάτημα φαίνεται να είναι μοναδικό στα αληθινά καβούρια με ελάχιστες πιθανές ομοιότητες σε άλλα ζώα όπως οι αράχνες καβουριού και οι νύμφες των leafhopper.
Η μελέτη επισημαίνει επίσης ότι οι περιβαλλοντικές συνθήκες αποτέλεσαν πιθανότατα ακόμη έναν σημαντικό παράγοντα για την εξελικτική επιτυχία των καβουριών. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η πλάγια κίνηση εμφανίστηκε περίπου πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια, στις αρχές της Ιουρασικής περιόδου, αμέσως μετά τη μαζική εξαφάνιση Τριασικού–Ιουρασικού.
Εκείνη την εποχή σημειώθηκαν μεγάλες περιβαλλοντικές αλλαγές, όπως η διάσπαση της Παγγαίας, η εξάπλωση ρηχών θαλάσσιων οικοσυστημάτων και η πρώιμη Μεσοζωική Θαλάσσια Επανάσταση. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι αυτές οι αλλαγές δημιούργησαν νέες οικολογικές ευκαιρίες που βοήθησαν τα αληθινά καβούρια να διαφοροποιηθούν και να εξαπλωθούν.
«Για να κατανοήσουμε καλύτερα τον σχετικό ρόλο της καινοτομίας και των περιβαλλοντικών αλλαγών, χρειαζόμαστε περαιτέρω αναλύσεις που να συνδέουν την εξέλιξη των χαρακτηριστικών με τη διαφοροποίηση των ειδών, χρονοδιαγράμματα βασισμένα σε απολιθώματα και δοκιμές που να εξετάζουν τα προσαρμοστικά πλεονεκτήματα της πλάγιας κίνησης. Τα παρόντα αποτελέσματα δείχνουν ότι η πλάγια κίνηση στα αληθινά καβούρια είναι ένα σπάνιο αλλά καινοτόμο χαρακτηριστικό που μπορεί να συνέβαλε στην οικολογική τους επιτυχία. Τέτοιες καινοτομίες μπορούν να ανοίξουν νέες προσαρμοστικές ευκαιρίες, ενώ ταυτόχρονα περιορίζονται από την εξελικτική ιστορία και το οικολογικό πλαίσιο. Μέσα από άμεσες παρατηρήσεις συμπεριφοράς και ένα φυλογενετικό πλαίσιο, αυτή η εργασία διευρύνει την κατανόησή μας για το πώς οι τρόποι κίνησης των ζώων εξελίσσονται και διατηρούνται μέσα στον χρόνο» λέει ο Καβαμπάτα.
