Ученые выяснили, почему крабы ходят боком: эволюция длиной в 200 миллионов лет

Боковое передвижение крабов, вероятно, началось с одного предка 200 миллионов лет назад и стало решающим преимуществом. Credit: Shutterstock

Ученые раскрыли новые подробности того, как крабы развили свое характерное боковое движение.

Новое исследование, опубликованное в виде рецензируемого препринта в eLife, объединяет крупнейший на сегодняшний день набор данных о том, как передвигаются крабы. Сравнивая множество видов, исследователи проследили этот необычный стиль ходьбы до общего предка, жившего примерно 200 миллионов лет назад. Редакторы eLife описывают результаты как ценные и подкрепленные в значительной степени убедительными доказательствами, имеющие широкое значение для ученых, изучающих передвижение животных.

Почему боковое движение имеет значение

Ходьба боком является отличительной чертой «настоящих крабов» (Brachyura), крупнейшей группы среди крабообразных десятиногих ракообразных. Этот необычный способ передвижения может давать важные преимущества. Например, он помогает крабам спасаться от хищников, делая их направление движения менее предсказуемым.

«Боковая локомоция могла внести значительный вклад в экологический успех настоящих крабов, — говорит старший автор исследования Юки Кавабата, доцент Высшей школы интегративных наук и технологий Университета Нагасаки, Япония. — Существует около 7904 видов настоящих крабов, что намного превышает количество видов их сестринской группы Anomura или ближайших родственников Astacidea; они колонизировали разнообразные среды обитания по всему миру, включая наземные, пресноводные и глубоководные; а их крабоподобная форма тела многократно развивалась с течением времени в явлении, известном как карцинизация».

«Несмотря на обилие информации о настоящих крабах, данные об их локомоторном поведении скудны. Хотя большинство видов настоящих крабов используют боковую локомоцию, есть некоторые группы, которые ходят вперед, что вызывает ряд интересных вопросов. Когда возникла их боковая локомоция, сколько раз она развивалась с течением времени и сколько раз возвращалась к исходному состоянию?» — добавил он.

Отслеживание движения крабов среди видов

Чтобы ответить на эти вопросы, Кавабата и его коллеги изучили, как передвигаются 50 видов настоящих крабов. Каждый вид записывали в течение 10 минут с помощью стандартной видеокамеры внутри круглого пластикового манежа, имитирующего его естественную среду обитания. Из-за практических ограничений исследователи наблюдали по одной особи каждого вида.

Затем команда объединила эти наблюдения с данными ранее опубликованной филогении крабов, которая отображала эволюционные взаимосвязи Brachyura с использованием 10 генов от 344 видов, охватывающих большинство основных линий. Поскольку поведенческие данные не всегда идеально совпадали с видами в этой филогении, исследователи упростили эволюционное дерево до 44 родов, а также пяти семейств и одного надсемейства. Это позволило близкородственным группам выступать в качестве заменителей для видов, которые не были непосредственно включены.

Единый эволюционный сдвиг

Из 50 изученных видов 35 передвигались преимущественно боком, а 15 — вперед. Когда исследователи нанесли это поведение на эволюционное дерево, выявилась четкая закономерность. Оказалось, что ходьба боком развилась всего один раз, произойдя от предка, ходившего прямо, у основания группы Eubrachyura, которая включает более продвинутых крабов. После этого признак оставался в значительной степени неизменным среди настоящих крабов.

«Это единичное событие разительно контрастирует с карцинизацией, которая происходила многократно у видов десятиногих ракообразных, — объясняет Кавабата. — Это подчеркивает, что, хотя формы тела могут сходиться многократно, поведенческие изменения, такие как ходьба боком, могут быть редкими».

Ключевая инновация для выживания

Исследователи предполагают, что этот единичный переход к боковому движению мог сыграть важную роль в успехе настоящих крабов. Передвижение вбок позволяет крабам быстро перемещаться в любом направлении, что облегчает уклонение от хищников. В то же время такой тип локомоции необычен в животном мире, возможно, потому что он может мешать другим важным видам деятельности, таким как рытье нор, спаривание и питание.

По мнению авторов, ходьба боком может представлять собой редкую эволюционную инновацию, наблюдаемую в основном у настоящих крабов и, возможно, у некоторых других групп, таких как крабы-пауки и нимфы цикадок.

Эволюция и экологические возможности

Исследование также отмечает, что эволюционный успех определяется не только биологическими инновациями. Важную роль могут играть и факторы окружающей среды. Исследователи подсчитали, что боковая ходьба у настоящих крабов возникла около 200 миллионов лет назад (ранняя юра, сразу после триасово-юрского вымирания). Этот период включал серьезные изменения окружающей среды, такие как распад Пангеи, расширение мелководных морских местообитаний и ранняя мезозойская морская революция, которые, вероятно, создали новые возможности для видообразования.

«Чтобы разделить относительную роль инноваций и изменений окружающей среды, нам нужны дальнейшие анализы диверсификации, зависящей от признаков, временные шкалы, основанные на окаменелостях, и тесты производительности, связывающие боковое движение настоящих крабов с адаптивными преимуществами», — добавляет Кавабата.

Расширение нашего понимания передвижения животных

«Эти результаты подчеркивают, что боковая локомоция у настоящих крабов является редким, но инновационным признаком, который мог способствовать их экологическому успеху, — заключает Кавабата. — Такие инновации могут открывать новые адаптивные возможности, но при этом оставаться ограниченными филогенетической историей и экологическим контекстом. Благодаря прямым поведенческим наблюдениям и филогенетической основе эта работа расширяет наше понимание того, как способы передвижения животных диверсифицируются и сохраняются в ходе эволюции».

Юки Кавабата провел это исследование совместно с со-первыми авторами Джуньей Танигучи, Цубасой Иноуэ и Кано Кохара из лаборатории Кавабаты. Дополнительные участники: Джунг-Фу Хуанг, Национальный университет науки и технологий Гаосюн, Тайвань; Ацуши Хираи, Аквариум ракообразных Сусами, Вакаяма, Япония; Нобуаки Мидзумото, Обернский университет, Алабама, США; и Фумио Такешита, Музей естественной истории и истории человечества Китакюсю, Япония.

Источники:

Материалы предоставлены eLife.

Junya Taniguchi, Tsubasa Inoue, Kano Kohara, Jung-Fu Huang, Atsushi Hirai, Nobuaki Mizumoto, Fumio Takeshita, Yuuki Kawabata. Evolution of sideways locomotion in crabs. eLife, 21 April 2026 DOI: 10.7554/eLife.110015.1