2019年08月09日 星期五
蟹类中的“鸭嘴兽”
□ 袁梓铭
图1:Callichimaera perplexa的生活复原图展现了它的“嵌合式”外表。大大的眼睛像是大眼幼体的,螯足像是某种蛙蟹的,游泳足像梭子蟹的却放错了位置,瘦长的身形又像某种虾。
图2:某种梭子蟹的大眼幼体。
图3:现存蟹类中的桨状步足A.蛙蟹Ranina ranina,蛙蟹科;B.红点月神蟹Ashtoret lunaris,黎明蟹科;C.锈斑蟳Charybdis (Charybdis) feriata,梭子蟹科图片改自crab database。
图4:传说中的嵌合怪物奇美拉。

    作为甲壳动物种类最丰富的类群之一,蟹类一直以惊人的形态多样性闻名。高度的适应辐射让它们渗透到海洋中的各个角落,并在不同的环境下发展出众多身体构造和生存策略截然不同的分支。对于各种奇形怪状的螃蟹,分类学家早已司空见惯。但是,这次在哥伦比亚发现的远古蟹类化石还是让所有人跌破了眼镜,它们外形的魔幻程度已经突破了之前所有的认知。

    鸭嘴兽是一种很奇怪的动物,它们看起来就像是几种动物“嵌合”在了一起,嘴巴和四足像鸭子,身体和尾巴却像海狸,活脱脱是哺乳类中的怪物。

    然而这样另类的生物不只在哺乳动物中有,最近科学家们发现,在遥远的白垩纪海洋中,蟹类家族也出现过一位造型逆天的“神兽”。

    这些化石发现自哥伦比亚一处白垩纪中期的化石遗迹中,距今已有9500万~9000万年的历史。化石保存相当完整,堪称分毫毕现。然而,令人震惊的远远不只是化石的完好程度。通过复原,科学家发现这种蟹有着十分诡异的外形。这种生活在白垩纪海洋中的小型蟹与我们已知的任何蟹类都截然不同,虽说是地球上真实存在过的生物,却更像是艺术家随意拼凑出来的抽象作品。

    最受人瞩目的,要数它身体前部的两对夸张的游泳足和头上那双裸露的巨大复眼。单凭这两个特征就让它毫无悬念地成为蟹类家族中最大的一朵奇葩。

    我们知道特化的扁平桨状步足在螃蟹中并不鲜见,但出现的方式通常有两种:一是最后一对步足特化,用来游泳,如梭子蟹总科;另一种是多对步足不同程度地特化,用来挖掘,如蛙蟹和黎明蟹。

    而这个化石物种则是剑走偏锋:除了第1对步足形成螯肢,它的2、3对步足高度特化,强壮扁平,用于游泳;4、5对步足弱小而正常。这样的规划还是头一次被发现。

    与之类似,那对球状的大眼睛也是让人满头问号。蟹类通常都有柱状的眼柄和可供眼睛容身的眼窝,这些它通通没有,一对球状的巨大复眼以难以置信的比例裸露在外。这种形态通常只出现在蟹类的幼体时期,即大眼幼体阶段,随着个体的发育,它们会被带眼柄的小眼睛取代。然而一些明显的性成熟特征表明这些化石无疑是成体的。这样一来,一双属于“孩童”的大眼睛就十分可疑了。

    此外,这一蟹类化石种还展现出了诸多莫名其妙的解剖学特征,这些特征多数只应该存在于幼体时期,如棒状的口器,游泳/浮游而非底栖的生活习性。再加上它那似乎剽窃自多个不同的类群、怪里怪气的外表,这些相互矛盾的特征“嵌合”在一起,让该物种成了螃蟹界的“鸭嘴兽”。

    鉴于它“嵌合式”的形态,新物种被命名为Callichimaera perplexa。属名Callichimaera的前半部分calli是一个希腊语前缀,意为“美丽的”,用以赞美它保存状况近乎完美的化石。后半部分来自于词源“Chimera”, 即奇美拉,希腊神话中狮首、羊身、蛇尾的喷火怪物。种名“perplexa”的意思是“困惑的”,大概是为了表达研究者内心的纠结与疑惑。一头令人困惑的美丽怪兽,的确是个贴切的形容。

    然而系统发育地位的分析表明,这种白垩纪螃蟹与那些看起来“组成”了它各个部分的类群相距甚远。它作为独立的一支与其他化石类群分开,分类学家为其建立了新的节、总科,以及科来描述其分类地位。

    那么,这些看似由幼体特征和成体特征相互嵌合而成的身体结构究竟是怎么形成的?一个可能的解释便是幼体性熟现象(pedomorphosis),即出于某种原因,来自幼体的某些形态并没有随着个体的发育成熟、消失或改变,而是被固定下来一直保存到成年。这种发育现象实际并不罕见,一个著名的例子是墨西哥钝口螈。这种蝾螈对水环境高度适应,几乎永不登陆,通常只在蝌蚪期存在的外鳃终生保留,像个长不大的巨婴。

    而那两对看似别扭的游泳足,则可能源于演化上的殊途同归。从古至今,诸多节肢动物为了应对水流,不约而同地选择产生膨大化的桨状附肢这一解决方案。虽然这些生物的桨状附肢各自有不同的起源,形态上也有或大或小的差别,但“设计理念”却是一致的。这方面Callichimaera perplexa可谓开山鼻祖之一,自从二叠纪晚期板足鲎类走向灭绝以后,长期以来都没有拥有高度特化桨状附肢的节肢动物被发现,直到白垩纪中期我们的主角Callichimaera perplexa才重新拾起这门失传已久的“手艺”。不论结局如何,这在演化上都称得上一次伟大尝试,当今在数不胜数的水生节肢动物身上,我们仍然可以看到这位老前辈的影子。

    关于这种远古蟹类,还有许多问题有待解决。诸如它们如何走向灭绝的?现在这世上是否还存活着和它们类似的,同一演化分支上的亲戚?对于这些问题答案,我们目前不得而知。但是通过它们的化石,我们得以瞥见,自然界是怎样一个充满不确定性的系统。现存的任何生物类群都曾经历过无比混沌的摸索和尝试,演化是一场以百万年为时间单位的宏大实验,在这场实验中,勇敢的尝试和不拘一格的创新可谓层出不穷,只有这样,生物们才能在蛮荒的远古海洋中开辟出一条生存之路。

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