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看!琥珀裡有隻小螃蟹

撰文:RILEY BLACK

這隻1億年前的甲殼類動物儲存完好,為我們揭示了螃蟹走出海洋的冒險曆程。

看!琥珀裡有隻小螃蟹

第一批向内陸遷移的螃蟹可以幫助科學家了解動物是如何從海洋過渡到淡水或陸地的。攝影:LIDA XING

科學家在琥珀中發現了一種古老的甲殼類動物,它比化石中的雜質斑塊大不了多少,可能代表着螃蟹進化史上的一個關鍵時刻。這塊有着1億年曆史的化石正在幫助研究人員解決一個史前謎題:螃蟹是何時開始離開海洋的。

《科學進展》雜志上的一項新研究較長的描述了這一化石标本,研究主要作者、耶魯大學古生物學家Javier Luque表示,這隻小螃蟹的儲存狀态好得驚人。 Luque和同僚們能夠通過琥珀看到這種動物的若幹細節,包括附肢、螯、複眼,甚至是鰓。

古生物學家尚不确定這一新化石代表的是成年蟹還是幼年蟹,但它儲存得十分完好,Luque和同僚能夠确定這種生物是一個名為Cretapsara athanata的新物種,屬于一種仍活着的蟹類群體,稱為蟹派(Eubrachyura)。

琥珀是一種樹脂化石,是以當人們發現裡面包裹着甲殼類動物時,非常震驚。佛羅裡達國際大學的生物學家Heather Bracken-Grissom表示:“在琥珀中發現一隻螃蟹就像在幹草堆中找到一根針。”她沒有參與這項新研究。

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有些螃蟹可以生活在淡水或陸地上,還有些螃蟹甚至可以爬樹——比如圖中所示的紅樹林樹蟹——這也許能解釋1億年前螃蟹為何會被困在樹脂裡。攝影:JAVIER LUQUE, HARVARD UNIVERSITY

研究小組提出,Cretapsara可能是已知最古老的非海生蟹類,這為螃蟹如何從海洋進化到内陸環境提供了線索。“琥珀化石中的螃蟹填補了這一空白,”Luque說道。

Luque希望,圍繞暫停令之前收集到的化石的相關研究能如期發表,這将有助于提高人們對緬甸北部克欽邦沖突的認識。克欽邦琥珀礦出産的化石吸引了專業人士和化石愛好者的注意。

螃蟹上岸

琥珀化石狀況良好,為研究人員提供了若幹線索。比如,這隻蟹是完整的,而不是蛻皮後留下的空殼,這表明這種動物确實生活在它被儲存下來的栖息地。從樹汁流過螃蟹的方式以及琥珀中缺少沙粒這兩點推測,這塊化石來自于遠離海灘的環境——可能是鹹水或淡水環境。

從螃蟹的進化曆程看,離開海洋是非常重大的一步。适應鹹水或淡水中的生活并不是按一下開關那麼簡單。它們必須改變呼吸方式,調節水分,并避免幹燥,Luque說道。

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龍吟琥珀博物館館長肖佳(中)向一名學生展示琥珀中的螃蟹。攝影:肖佳,龍吟琥珀博物館

“最大的障礙是與滲透調節有關的變化,或生物體如何管理其體内的水和電解質(如鹽),”Bracken-Grissom說道,更不用說如何避開新的捕食者的注意了。

盡管如此,螃蟹還是一次又一次地從海洋向内陸遷移。現代螃蟹不僅生活在海灘、珊瑚礁和海洋深處,它們也會在河口、河流和湖泊中安家。有些螃蟹大部分時間都在陸地上度過,比如加勒比的紫色陸地蟹。還有一些螃蟹在進化道路上獨辟蹊徑,比如生活在印度洋和太平洋島嶼栖息地的椰子蟹,這是一種巨大的節肢動物,體重可達4.5公斤,它們甚至能爬樹。

據專門借助生物分子(如基因)排列族譜的研究人員估計,非海生蟹首次進化大約是在1.3億年前,也就是白垩紀的早期。但此前已知最古老的非海生蟹化石隻有大約7000萬年的曆史,直到緬甸的這一新化石被發現,化石記錄與遺傳學的估計才統一了起來。

通往過去的視窗

盡管這塊琥珀化石可能是已知的最古老的非海生蟹,但它很可能不是第一個或最後一個離開海洋冒險的螃蟹。Luque說:“我們認為,螃蟹至少6次成功适應了以淡水為主的生活方式,至少12次征服了包括陸地和鹹水在内的栖息地。”

螃蟹也不是在離開海洋後經曆了驚人變化的唯一生物。例如,密歇根湖的硬頭鳟,其祖先原本生活在鹹水,但它們在不到120年的時間裡适應了淡水。多種鲸和海豚也在淡水栖息地安家,比如亞馬孫河豚。

動物從鹽水轉換到淡水沒有标準的适應方法可以套用,這個重複的進化故事也是以更值得關注。現在,琥珀化石中的這隻蟹似乎正處于這種轉變之中,科學家們對這個神秘的過程有了新的認識。

但是,即使古代琥珀化石提供了一扇了解過去的新視窗,科學家們也在努力解決化石研究的倫理問題。除了琥珀貿易的窘境之外,化石目前在龍吟琥珀博物館的家離緬甸很遠,它們是緬甸國家自然曆史遺産的一部分,古生物學家越來越關注化石的歸還問題。

研究人員指出,緬甸有關琥珀化石出口的法律是互相沖突的。6月,曼德勒大學的Zin-Maung-Maugn-Thein和塔斯馬尼亞大學的Khin Zaw在寫給《自然生态學與進化》雜志的信中建議,古生物學家向緬甸政府或科學當局報告琥珀中的重大發現,以防止重要化石散落在世界各地。

(譯者:陌上花開)