Krabben sind einzigartige und sich ständig weiterentwickelnde Tiere, die ihren Lebensstil oft aus der Meeresumgebung in andere Umgebungen verlagern. Die beliebtesten Nahrungsarten können rein mariner (Schneekrabbe) oder Flussmündungsart (Maryland-Blaukrabbe, Dungeness-Krabbe) sein. Einige stark terrestrisch lebende Arten können auf Bäume klettern, wenn sie sich in höheren Lagen befinden, während andere sterben, wenn sie als Erwachsene vollständig im Wasser untergetaucht sind.
In einer neuen Studie in Systematische Biologieein internationales Forscherteam unter der Leitung von Joanna Wolfe, Postdoktorandin am Department of Organismic and Evolutionary Biology in Harvard, fragte, wie oft und wann echte Krabben (Brachyura) die Meeresumwelt verließen, um in anderen Umgebungen zu leben.
Die Studie, deren Projekt sich über fast 20 Jahre erstreckte, ergab, dass echte Krabben nicht nur sieben bis 17 Mal die Meeresumwelt verließen, sondern auch älter als frühere Schätzungen sind und zusammen mit einigen der frühesten Dinosaurier, die 45 Millionen Jahre älter sind, in die Mitteltrias datieren als der bisher angenommene Jura.
Echte Krabben umfassen über 7.600 Arten in 109 Familien. Seit Millionen von Jahren haben einige Krabbenarten die Meeresumwelt verlassen, um in anderen Umgebungen zu leben, einschließlich Gezeiten-, Land- und Süßwasserumgebungen. Bei den meisten Arthropoden fand die Terrestrialisierung, der Prozess des Verlassens der Ozeane an Land, nur einmal (Insekten, Myriapoden) oder möglicherweise ein paar Mal (Spinnentiere) statt, wobei die meisten Ereignisse vor mehr als 300 Millionen Jahren stattfanden.
„Unsere Forschung hat gezeigt, dass echte Krabben in den letzten 100 Millionen Jahren etwa 17 Mal unabhängig voneinander Land und Süßwasser besiedelt haben“, sagte Wolfe. Die meisten dieser 17 Krabbengruppen können nur in semiterrestrischen Lebensräumen (Gezeitenzonen, Lagunen und Flussmündungen) überleben. Die Mehrzahl der Krabben, die am meisten vom Meerwasser unabhängig sind (z. B. Winkerkrabben, Vampirkrabben und Landkrabben), sind in einer artenreichen Gruppe des Stammbaums konzentriert.
Die Forscher stellten drei neue Datensätze für echte Krabben zusammen. Eine molekulare Phylogenie von 344 Arten aus 88 echten Krabbenfamilien, die sowohl marine als auch nicht-marine Gruppen umfasste. Fossile Kalibrierungen, bestehend aus 36 „geprüften“ Kalibrierungen und dem gesamten dokumentierten Krebsfossilbestand aus der Paläobiologie-Datenbank.
Und schließlich eine Sammlung naturgeschichtlicher Daten (Lebensraum, Larvenentwicklung, Atmungsmorphologie, Setae-Arten, Graben, Tages-/Nachtaktivität), um ihnen dabei zu helfen, jede Krabbenart anhand ihrer Phylogenie ganzheitlich in einen Gradienten der Terrestrialität einzuordnen.
Aus den Datensätzen konnten die Forscher die phylogenetischen Beziehungen rekonstruieren. Sie wandten Bayes’sche Methoden an, die ursprünglich in der Epidemiologie entwickelt wurden, um zu untersuchen, wie sich Viren wie COVID-19 entwickelten, um den Zeitpunkt der Evolution zu bestimmen. Dies ermöglichte es ihnen, die Anzahl der ökologischen Übergänge aus der Meeresumwelt abzuschätzen.
Die Studie kategorisierte zwei Wege zur Terrestrialisierung. Eines, bei dem das Tier durch Gezeitenzonen, Strände, Küstenwälder und Dschungel vom reinen Meer zum Land wandert. Bei der anderen Variante wandert das Tier vom reinen Meer zum Land und gelangt indirekt über Mündungsgebiete, untergetauchte Süßwassergewässer, Flussufer und schließlich durch Küstenwälder und Dschungel.
„Wir haben eine ziemlich große Anzahl konvergenter Ereignisse der Terrestrialisierung mit bestimmten Merkmalen gesehen“, sagte Wolfe, „und das gibt uns die Möglichkeit, vorherzusagen, was in anderen Gruppen passiert sein könnte. Das ist das Ziel, das anwenden zu können, was wir haben.“ Seht über den Baum des Lebens.“
Die Studie trägt zu einem besseren Verständnis der konvergenten Evolution und der Anpassung verschiedener Organismen vom Leben im Wasser an das Leben an Land bei. Biologen möchten wissen, wie sie vorhersagen können, ob sich ein Phänotyp oder eine Morphologie in einer Gruppe entwickeln würde.
Krabben bieten einen wichtigen Einblick in die frühen Prozesse der Anpassung an dramatisch neue Umgebungen und die unterschiedlichen Grade evolutionärer Zwänge, die bei der Vorhersage dieser Wege helfen können.
„Krabben überraschen uns immer wieder und Studien wie diese ermöglichen es uns, mehr über Lebensraumübergänge und den Zeitpunkt dieser wichtigen Ereignisse zu erfahren“, sagte Co-Autorin, Assistenzprofessorin Heather D. Bracken-Grissom von der Florida International University.
Überraschenderweise fanden die Forscher in den Daten auch Hinweise darauf, dass Krabben mindestens zwei- bis dreimal wieder vollständig im Meer lebten.
„Krabben haben nicht das Ziel, an Land zu leben“, sagte Wolfe. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es einfacher ist, von vollständig marinen zu Gezeiten- oder Flussmündungsumgebungen zu wechseln, und dass der Übergang zu einem Leben unabhängiger vom Wasser bis zu hundertmal schwieriger ist.“ , wie eine Winkerkrabbe, die sich hauptsächlich an Land aufhält, weil sie über mehr physiologische Anpassungen verfügt. Die Evolution ist im Gange, und die von Organismen besetzten Nischen verändern sich im Laufe der Zeit; es gibt keine perfekte Anpassung, die für immer bestehen bleiben kann.“
Mehr Informationen:
Joanna Wolfe et al., Konvergente Anpassung echter Krabben (Decapoda: Brachyura) an einen Gradienten terrestrischer Umgebungen, Systematische Biologie (2023). DOI: 10.1093/sysbio/syad066