科学家发现珊瑚礁中隐藏的螃蟹多样性

印度-西太平洋是地球上最大、生物多样性最丰富的海洋生态系统，它所支持的许多物种分布范围相对较广。查尔斯·达尔文在《物种起源》一书中指出：“......许多鱼类的范围从太平洋到印度洋，许多贝壳常见于太平洋东部岛屿和非洲东海岸，几乎完全相反的纬度子午线。

乍一看，螃蟹似乎也有同样的模式。在珊瑚礁上常见的氯二林蟹看起来非常相似，以至于科学家们一直在努力仅根据外观来区分该组中的物种。但一项新的研究揭示了整个印度 - 西太平洋统一规则的一个令人惊讶的例外。虽然具有非重叠范围的氯二林蟹种类通常几乎相同，但占据同一区域的螃蟹具有独特的特征。

“它们看起来都一样，直到你比较它们的gonopods，它们结构复杂且非常物种特异性，”主要作者和前佛罗里达自然历史博物馆博士后研究员Robert Lasley说。

淋足类是用于繁殖的特殊附属物，在不同的节肢动物群中多次进化，包括甲壳类动物、飞蛾和蝴蝶以及千足虫。它们被用于精子转移和扣留，在螃蟹中，它们有时会配备精致的褶边，使它们看起来像带有莫霍克的刮刀。

Lasley目前是关岛大学生物库甲壳类动物的馆长，他想看看他们的地精类动物中看似无穷无尽的无定向变异是否有任何模式。为此，他需要仔细观察印度-西太平洋的物种，并辛勤收集标本十多年。他参加了红海、新加坡、澳大利亚和菲尼克斯群岛的多次海洋野外探险，在珊瑚礁景观上方几英寸处盘旋，寻找隐藏在珊瑚中的螃蟹。

氯二林蟹在所谓的珊瑚三角区尤其多样化，那里的公海被从印度尼西亚延伸到所罗门群岛的广阔群岛所打断。这些岛屿周围的浅水区养育了世界上大约76%的珊瑚物种和超过四分之一的珊瑚礁鱼类。氯二林蟹，其中大多数生长不超过玉米粒，位于这些生态系统中食物链的底部附近。

“它们是最丰富的珊瑚礁甲壳类动物之一，这使得它们非常重要，”拉斯利说。“他们住在基本上是用死珊瑚制成的公寓楼里，而且数量太多，任何时候你捡起一块礁石瓦砾，它们就会溢出来。

在拉斯利确定为什么他们有如此不同的淋足类动物之前，他首先必须弄清楚氯二林物种如何相互关联，他通过分析从博物馆标本中提取的DNA来完成。然后，作者添加了有关每个物种的范围及其生殖动物形状的信息。

他们的发现使他们找到了海洋生物学中最令人困惑的谜团之一。自然选择需要一些关键因素来创造新物种，但其中最关键的两个是遗传变异和隔离。在陆地上，漫游动物一直变得孤立，但在海洋环境中，物种形成过程中的这一步可能更难实现。

许多海洋无脊椎动物(包括螃蟹)都有一个幼虫阶段，在这个阶段，个体以微观浮游生物的形式漂流在世界海洋中。凭借它们强大的远距离传播能力，它们如何保持隔离足够长的时间以便进化产生多样性?

像达尔文这样的博物学家将印度西太平洋视为一个巨大的水域，不受地理障碍的干扰，如海洋裂缝或非生产性死区，否则这些障碍将像物种形成过程中的催化剂一样。

这项研究的结果表明，纯粹的距离和时间也可以成为障碍。许多氯二林蟹的分布范围遍及整个印度-西太平洋。基因分析显示，这些神秘的物种在数百万年的DNA中慢慢积累了差异。

但直到近亲在长期分离后团聚，这些遗传差异才以一种单一的、奇特的方式明显表现出来。在几乎所有情况下，具有重叠范围的近亲都有独特形状的gonopod，但在其他方面看起来完全相同。

“我们可以说的是，这些螃蟹在不同的地理区域开始遗传分化，然后地精类动物的分化是物种形成过程中的一个重要部分，发生在事情的尾部，”他说。

拉斯利不确定为什么这些螃蟹只有在两个物种靠近时才开始发生变化，但他怀疑这是这些螃蟹繁殖方式所固有的东西，他打算在未来的研究中进行测试。目前，结果表明，地球上物种最丰富的海洋生态系统的核心存在比以前怀疑的更多的变异，驱动其多样性的引擎尚未完全被发现。