这只 9000 万年前的螃蟹拥有猎手的眼睛

什么东西有十条腿,像老虎一样锐利的眼睛?
A crab with huge eyes on the front of its face swimming after a shrimp with a big head.
奇美拉蟹可能曾在温暖的浅水区捕食长臂虾。Masato Hattori

蜻蜓是当今最高效的捕食者之一。它们可以在成群的昆虫中追踪单个目标。当它们接近目标时,它们可以计算出目标的飞行轨迹,并在空中拦截它。

一堆9000万年前的化石螃蟹揭示了动物如何从底栖食者转变为类似蜻蜓的捕食者。Callichimaera perplexa,首次于2019年在哥伦比亚的化石中被鉴定出来,生活在中生代白垩纪温暖的海洋中。它们拥有真正巨大的眼睛:一只成年螃蟹的大小大约相当于一个硬币(25美分),而它们头部的眼睛占了其身体的16%。如果人类拥有类似的身体比例,那眼睛将如同餐盘大小。

其中七只螃蟹保存得非常完好,以至于在一篇近期发表在《iScience》期刊上的论文中,一组古生物学家得以检查它们复眼的晶状体,甚至眼部神经与大脑之间的结构。这些组织表明,C. perplexa,或称奇美拉蟹,其视力几乎和蜻蜓一样锐利,并且比捕食蜗牛和螃蟹的螳螂虾的视力更清晰。

Complex eye of a fossilized crab set in rock
一只化石螃蟹的眼睛。 Kelsey Jenkins 供图

然而,仅仅拥有巨大的眼睛并不能断定它是技艺高超的猎手。蜜蜂的视力也很敏锐,它们用来看清花朵。(尽管如此,这些以花蜜为食的生物是从捕食性黄蜂进化而来的。)正是晶莹透澈的视力和快速游动的身体的结合,暗示了C. perplexa是一种捕食者。螃蟹的爪子后面是一对宽大而扁平的附肢,几乎像船桨一样。这意味着奇美拉蟹可能在水中快速游动,追逐它眼睛锁定的一切猎物。

“我认为最接近的类比是今天的蓝蟹,”这项新研究的首席作者,耶鲁大学古生物学研究生Kelsey Jenkins说道。这种光滑的物种,分布从中大西洋到墨西哥湾,可以用一对扁平的游泳腿在水中扇动。“但是,我们没有发现任何螃蟹的游泳能力像这东西可能那样强,”Jenkins补充道。“这几乎是一种失落的生活方式。”

有些螃蟹会游泳,但奇美拉蟹很可能处于一个独立的级别。

这项研究的资深作者,哈佛大学古生物学家Javier Luque,在2005年还是本科生时首次发现了这些保存得惊人完好的化石。“这令人费解,因为它在我们当时已知的任何生物都不一样,”他说。“经过十年的研究,如果我们将其与哺乳动物进行比较,它不是猴子、也不是啮齿动物或犬科动物。它是螃蟹界的鸭嘴兽,因为它如此奇特和不同。”

C. perplexa是如此新颖,以至于研究人员还不知道这种螃蟹吃什么,或者它曾与哪些动物共享海洋。但这些化石被一大群长臂虾包围着,一种像扁豆大小的甲壳类动物,它可能是它们的晚餐。

螃蟹是如何成为猎手的,这仍然是一个谜,暗示着一条奇特的进化路径。该物种许多最显著的特征——它桨状的腿和鼓出的、无柄的眼睛——都是典型螃蟹幼体的特征。“幼体螃蟹拥有所有这些游泳的特征,它们像浮游生物一样漂浮在水体中,”Jenkins说。“直到它们成年,它们才会长出更多的成年特征,”例如宽大的身体和用于行走的腿。相比之下,她说,“这种螃蟹看起来就像一个巨大的婴儿。”

3D model of ancient crab in white set on black
对长有游泳腿的奇美拉蟹的复原图。Alex Duque 绘制

因此,从一个方面来看,奇美拉蟹似乎是凭空出现的——在化石记录中没有与它相似的近亲。从另一个方面看,它可能利用了其祖先遗留的工具,过上了一种全新的生活。

成为螃蟹是有优势的。出于一些尚未知晓的原因,完全不相关的物种集合已经反复进化出“蟹状”的外形。(这个过程被称为“蟹化”。)

A radiating ancestral tree of modern and ancient crabs in many colors and shapes
螃蟹有各种各样的形状。图片:Arthur Anker 和 Javier Luque;图示:Javier Luque

“关于什么构成一只螃蟹,一直存在一些争论,”Jenkins说。这个词既可以用来描述一个进化群体,比如“哺乳动物”,也可以用来描述具有基本形状的不相关生物,比如“树木”。“[C. perplexa]是一只真正的螃蟹,因为它属于这个在特定时期进化的群体。它让我们得以洞察‘螃蟹’的含义。”

Luque指出,虽然许多动物偶然获得了“螃蟹”的体型,但有更多的例子表明螃蟹进化成了其他形态——正如C. perplexa所展示的那样。这可能意味着“蟹状”也是适应新生态系统的平台。“你不会看到龙虾爬树,也不会看到虾生活在海滩上,”Luque说。“螃蟹已经完成了所有这些,甚至更多。”

所以,尽管“蟹状”的生活方式可能带来一些好处,但这种化石生物表明,它并不总是最佳选择。有时,做一只“婴儿蟹”反而更好。

 

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Philip Kiefer

特约撰稿人

Philip Kiefer是《Popular Science》的特约撰稿人。他于2021年开始作为自由撰稿人加入科学部门,同年晚些时候正式成为团队一员。他曾报道过COVID变种的演变、食腐蜜蜂以及史前藻类爆发。


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