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多種動物發生蟹化,人類會是下一個嗎?
美國《大眾機械》月刊網站10月23日刊登題為《多種動物發生蟹化令人費解,人類會是下一個嗎?》的文章,作者是瑪納西·瓦格。
螃蟹 圖源:pixabay
椰子蟹體形龐大,直徑可達1米左右,它們穿梭于印度洋與太平洋西部偏遠的熱帶島嶼之間,能夠輕而易舉地打開椰子。椰子蟹幾乎什么都吃,藏匿在洞穴之中。今年春天,美國哈佛大學進化生物學家喬安娜·沃爾夫博士在日本沖繩島近距離觀察了這些奇特生物,為其“蟹化”研究——也就是研究動物如何進化出螃蟹的特征——收集信息。她說,盡管椰子蟹名字里帶“蟹”且體形大得嚇人,但它們脾氣一點也不暴躁,行動緩慢,性格“超級淡定”。
進化道路不一
實際上,椰子蟹并非螃蟹,只是長得像而已。在漫長的進化過程中,已經有五種不同類型的動物為適應海洋或瀕海環境發生了“蟹化”,其中包括號稱最大“陸地蟹”的椰子蟹。真正的螃蟹已經存在了大約3億年(比恐龍出現時間還要早),其他甲殼類動物緊隨其后,進化歷史差不多同樣悠久。
動物發生蟹化,尾巴的功能就會退化。它們需要進化出扁平的圓形身體、折疊分節的腹部和許多條腿。那么,人類是否可能經歷同樣的蟹化呢?你的曾曾曾曾曾孫會變得像螃蟹一樣嗎?
螃蟹 圖源:pixabay
對那些曾經夢想變成蟹人的美國動畫電影《南方公園》粉絲來說,很遺憾,我們不可能變成螃蟹。沃爾夫說,最起碼,你得是節肢動物才行,甲殼類動物、蜘蛛和昆蟲都屬于節肢動物。2021年3月,她以第一作者身份發表一篇論文,討論了蟹化的各種案例和特征。盡管早在150年前,科學家們就已經知道蟹化對甲殼類動物是一種進化優勢,但這篇論文依舊被主流媒體廣泛報道,讓人們興奮不已。
在幾次采訪中,沃爾夫提出這樣一個問題:“人類會變成螃蟹嗎?”這個問題令她發笑,但這個想法也令人感到困惑。
沃爾夫解釋道:“我們的身體不像那樣分成一節一節,所以沒法變成螃蟹,因為身體必須分節才能像螃蟹那樣進行折疊。因此,從動物進化的最早期開始,就注定了我們走在不同的進化道路上。”
“趨同”引人關注
人類和真正的螃蟹(十足目動物)最近的共同祖先很可能是一種生活在數億年前的兩側對稱動物,形似蠕蟲。
脊椎動物和無脊椎動物在生物進化樹上沿著截然不同的方向前進。哺乳動物不具備蟹化的發育和基因組靈活性,就像螃蟹不具備變成哺乳動物的能力一樣。
英國巴斯大學的進化古生物學家馬修·威爾斯博士說,問題是,生物體內的不同基因組會共同發揮生物功能,所以“越來越難以做到在一方面作出改變而不對另一方面產生有害影響”。對比鳥類和哺乳動物的脖子長度,鳥類保留了可塑性,能夠發育出不同數量的頸椎,而所有哺乳動物都擁有7節頸椎——你和長頸鹿都是如此。威爾斯說,除了極少數例外,我們的頸椎節數都是固定的。
我們確實看到,截然不同的動物群體有時會進化出相同的特征,這種現象被稱為“趨同進化”。威爾斯說,這方面最顯著的例子可能是眼睛的發育。他說:“譜系之間分離的時間越長,趨同就越引人關注。”
你,一種擁有完整內骨骼的陸地哺乳動物,有眼睛。但魷魚,一種沒有骨頭的海洋軟體動物,也有眼睛。在進化過程中的某個時候,你們都獨立地進化到用相機般的眼睛來看世界,而這種復雜機制之間有著驚人相似之處,包括眼球本身的結構、眼周肌肉控制眼球的方式、控制光線穿透的瞳孔以及聚焦光線的晶狀體。在進化樹上相隔甚遠的其他動物也進化出了眼睛。蝸牛、魚類,甚至箱水母,它們的祖先與人類祖先在進化樹上分道揚鑣已久,但都發育出了與人眼相似的視覺器官。
人類仍在進化
“蟹化”是趨同進化的另一種理想模式,它具有很大優勢。
蟹化意味著身體趨于扁平,變得短而寬,腹部可以折疊在身體下方,從而得到保護。這種形狀很適合爬到巖石底下躲避捕食者,用一層厚厚的甲殼質和碳酸鈣來保護脆弱柔軟的身體。但威爾斯說,獲得這些特征需要付出代價,即失去快速逃跑的能力。例如,龍蝦和蝦幾乎可以將身體完全對折,然后迅速彈開,從而躲避危險。所以,如果你愛吃的帝王蟹沒有從早期的龍蝦形態發生蟹化的話,也許能夠逃脫漁網。(抱歉,美味的帝王蟹并非真正的螃蟹)。
究竟是什么造成了蟹化?這是沃爾夫及其同事試圖解答的核心謎題。她目前正在研究蟹化的基因通路,希望了解蟹化動物(包括真正的螃蟹)體內有哪些常見基因群。
雖然沃爾夫認為螃蟹很酷,但她確信自己不想蟹化。“你知道節肢動物是如何生長的嗎?它們會褪去整個外骨骼。眼睛的外層和內臟的前半部分都是外骨骼的一部分。你想這么做嗎?”
不過,人類仍在進化。舉個例子,一萬多年前有人定居在高原,如今他們的后代可以做到大多數前人都做不到的事情:在海拔超過3400米的地方生活而不缺氧。根據最近發表的一項關于高原女性的研究,這是因為她們已經發展出一些特征,能夠幫助血液更高效地向全身輸送氧氣。血液能以更快的速度流入肺部,血紅蛋白(紅細胞中負責向組織輸送氧氣的蛋白質)能夠攜帶過飽和水平的氧。她們的心臟也比大多數人的心臟大,負責將含氧血泵入體內的左心室要比一般人寬。
只要時間足夠長,人類就能進化,也一定會進化。只是不會朝著螃蟹的方向。(編譯/胡廣和)
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