Kraby opuściły morze nie tylko raz, lecz kilkukrotnie w trakcie swojej ewolucji

Kraby, takie jak ten z Wysp Cooka, skolonizowały niemal każdy rodzaj siedliska na Ziemi, pojawiając się wszędzie, od głębinowych kominów hydrotermalnych po parne górskie dżungle. Zdjęcie: Vicente Fores/Photography/Moment/Getty Images

Badanie, opublikowane 6 listopada w czasopiśmie Systematic Biology, rzuca nowe światło na historię ewolucji grupy Brachyura. Obejmuje ona około 7600 gatunków „prawdziwych krabów” i zawiera najbardziej kompleksowe drzewo ewolucyjne stworzone do tej pory dla tej grupy. Badanie dostarcza wskazówek na temat tego, w jaki sposób inne wczesne bezkręgowce mogły rozwinąć lądowy styl życia, stwierdzają badacze.

W przeciwieństwie do dobrze zbadanych zwierząt, takich jak ptaki i ssaki, brakowało jednolitego drzewa genealogicznego dla krabów, - mówi Kristin Hultgren, zoolog bezkręgowców z Uniwersytetu w Seattle. „Podczas gdy autorzy opracowali użyteczne ramy dla zrozumienia złożoności przejścia do lądowego życia, jednym z najważniejszych osiągnięć jest obszerne, dobrze opisane drzewo genealogiczne”.

Kraby są niezwykle zróżnicowaną grupą i skolonizowały prawie każdy rodzaj siedliska na Ziemi. Wyzwaniem było zbadanie, kiedy kraby po raz pierwszy przeniosły się z jednego siedliska do drugiego w trakcie ewolucji. Kraby, podobnie jak niektóre inne bezkręgowce, nie mają tak rozległych śladów kopalnych, jak wczesne kręgowce - stwierdza Joanna Wolfe, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Harvarda.

Wcześniejsze badania często postrzegały kraby morskie, słodkowodne i lądowe jako odrębne podgrupy, podczas gdy są one bardziej jak jedność. „Nie są one odrębne i w rzeczywistości mają ze sobą wiele wspólnego, a spojrzenie na nie razem pomaga prześledzić ich ewolucję”.

Wolfe i jej współpracownicy zebrali dane genetyczne od 333 gatunków krabów z grupy Brachyura. Skorupiaki te są ewolucyjnie różne, choć są spokrewnione z inną grupą skorupiaków, które samodzielnie wyewoluowały i często są błędnie określane jako kraby, w tym zwierzęta takie jak kraby pustelniki i kraby królewskie.

Następnie naukowcy połączyli te dane genetyczne z dziesiątkami skamieniałości, aby stworzyć drzewo genealogiczne krabów. Na tej podstawie zebrano szczegółowe informacje na temat historii życia każdego gatunku i adaptacji do życia na lądzie, aby zrekonstruować możliwą oś czasu, kiedy kraby skolonizowały suchsze tereny.

Prawdziwe kraby oddzieliły się od innych linii skorupiaków około 230 milionów lat temu w erze triasu, stwierdzili naukowcy, potwierdzając poprzednie ustalenia. W ciągu następnych około stu milionów lat brachyurany uległy znacznemu zróżnicowaniu w okresie wcześniej nazywanym „rewolucją krabów kredowych”.

Badanie wykazało również, że w trakcie swojej ewolucji kraby przystosowały się do bardziej lądowego stylu życia aż 17 razy. Przenosiły się z oceanu do strefy międzypływowej lub zasolonych siedlisk, takich jak lasy namorzynowe, lub kolonizowały słodkowodne ujścia rzek. W co najmniej dwóch przypadkach kraby powróciły do morskiego stylu życia długo po tym, jak opuściły ląd.

Liczba przypadków, w których kraby niezależnie opuściły ocean, jest „zdumiewająca” - mówi Katie Davis, paleobiolog ewolucyjny z University of York w Anglii, która nie była zaangażowana w badania. „To naprawdę fantastyczne, że biologia molekularna, skamieniałości i nowoczesne techniki obliczeniowe mogą być wykorzystane do uzyskania odpowiedzi na pytania, na które dotąd nie było odpowiedzi”.

Badanie wskazuje również, jak mogły wyglądać inne wczesne stawonogi, które zapuściły się na ląd - stwierdza Wolfe. Wcześniejsze badania wykazały, że kraby i owady mają wspólnego, choć nieznanego, wodnego przodka. Przyglądając się typom krabów, które z powodzeniem opuściły ocean, można odgadnąć, jakich przystosowań mogły potrzebować wczesne owady, aby zrobić to samo. Na przykład współczesne kraby żyjące poza wodą doskonale radzą sobie z zapobieganiem wysychaniu i ograniczają swoją zależność od wody do rozmnażania.

„Jeśli chcesz być pierwszym owadem, który wyszedł z oceanu... prawdopodobnie będziesz potrzebował tego rodzaju dostosowania” - mówi Wolfe.