本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
在哥斯达黎加水域深处,数十只螃蟹齐刷刷地挥舞着它们的爪子,这看起来像是一场有节奏的表演。 几乎就像这些螃蟹陷入了一种仪式性的舞蹈。 但这些迷人的螃蟹不是在跳舞。 它们在耕作。
这些螃蟹多毛的爪子覆盖着细菌。 每次挥舞手臂,它们都会搅动水柱,为它们自己培育的细菌提供额外的营养。 发现这个新物种的潜水艇团队拍摄了这段令人惊叹的视频,记录了这些园艺螃蟹的行动
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这些白色多毛的螃蟹是'雪人蟹'的一个新物种。 该物种在上周的PLoS ONE 文章中获得了正式名称Kiwa puravida,意思是“纯粹的生命”,这是哥斯达黎加常用的一句谚语。
第一只雪人蟹(Kiwa hirsuta)于 2006 年在复活节岛海岸附近被发现。 发现这种螃蟹的团队已经注意到,它的刚毛爪子上覆盖着细菌。 然而,他们只收集了一个标本,这限制了对细菌和螃蟹之间关联进行彻底调查的机会。 它们关系的性质仍然是一个谜。
直到现在,谜团才被解开。 在发现第一批雪人蟹后不久,更多的雪人蟹显露出身影,距离复活节岛超过 6,500 公里。 这个新物种的发现要归功于一位潜水艇驾驶员。“加文·埃帕德是 ALVIN 潜水艇的驾驶员之一。 当他发现这种新的雪人蟹物种时,他正在潜水艇里,这种螃蟹站在碳酸盐岩块上,来回挥舞着它们的爪子”,最近一篇论文的作者之一安德鲁·瑟伯说。“加文参加了发现第一只雪人蟹的最初航行。 他立即意识到这是科学上的新发现。”
在最初的发现之后,潜水艇团队返回收集了更多跳舞的螃蟹。 所有螃蟹都被发现在冷泉附近挥舞手臂,甲烷和硫化氢从海底逸出。 您可能会认为这样的环境是不适合生命存在的地方,但有几种细菌在这样的渗漏处附近茁壮成长。 它们通过从甲烷和硫化氢分子中剥离电子并将其传递给氧气来释放能量。
这些物种可以在冷泉周围形成密集的菌垫,但它们也在雪人蟹的爪子上生长。 瑟伯和他的同事发现了分别以甲烷和硫化氢为食的两个细菌科的 DNA。 瑟伯认为,螃蟹跳舞是为了确保细菌始终能够获得来自海水的氧气和来自渗漏处的甲烷或硫化物。 如果螃蟹静止不动,生长在刚毛之间的共生细菌可能会局部耗尽其中一种资源。 但是通过挥舞手臂,雪人蟹混合了水和渗漏物,保持了细菌的高生产力。
雪人蟹的共生细菌与生活在热液喷口附近以及生活在那里的生物(如热液喷口虾)的细菌最相似。 热液喷口与冷泉相似,因此瑟伯认为它们利用喷口和渗漏处作为垫脚石在海洋中扩散。
虽然这些发现表明雪人蟹会自己种植食物,但瑟伯和他的同事也表明雪人蟹会收获食物。 瑟伯没有观察到它们在野外啃食细菌,但他确实拍摄到被捕获的螃蟹用它们的口器从爪子上进食的画面。“我最初把它们放在水族馆里,看看我是否能让它们跳舞。 它们没有跳舞,这让我认为它们摇摆手臂是对水流或化学信号的反应。 相反,它们最终以细菌为食,我很幸运地用胶片捕捉到了这一点”,他说。 在没有渗漏处进行耕作的情况下,这个可怜的家伙可能饿了肚子
雪人蟹本身也含有在野外以共生细菌为食的痕迹。 碳有重 (C13) 和轻 (C12) 两种变体。 植物和细菌用来从阳光中获取能量的酶,选择轻碳形式的频率略高于重碳形式。 然而,消耗甲烷或硫化物的微生物酶对 C12 的偏好远高于 C13。 因此,甲烷和硫化物吞噬者的“碳特征”将比从阳光中获取能量的细菌的碳特征更轻。 雪人蟹的碳谱与其共生体的碳谱相匹配,表明它们是雪人蟹的主要食物来源。 雪人蟹的脂肪酸分布也以类似的方式反映了其细菌的脂肪酸分布。
总而言之,瑟伯等人有力地证明了雪人蟹既种植又收获它们自己的细菌。 但是这些螃蟹难道不会因为跳舞而感到疲倦吗? 瑟伯:“螃蟹必须消耗能量来来回摆动它们的爪子——因此通过这样做,它们必须通过它们的共生体获得比挥舞手臂所消耗的更多的能量。 我认为它们不会感到疲倦。”
跳舞的雪人蟹似乎也有足够的能量不时进行一些雪人摔跤。 ALVIN 团队拍摄了一段视频,内容似乎是两只雪人蟹为了在渗漏处争夺一个好位置而打架。 挑战的螃蟹最近蜕了壳,所以也许它想要一个好的位置来重新获得细菌覆盖。 但瑟伯指出,这种对抗也可能是一种交配展示,因为众所周知螃蟹在蜕壳后会交配。 冲突还是爱情,由你决定
雪人蟹迅速走红网络。 证明:一个合辑,收录了螃蟹伴随着不同音乐跳舞的视频。
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参考文献
瑟伯,A.,琼斯,W.,&施纳贝尔,K. (2011)。 深海觅食之舞:一种新型雪人蟹的细菌耕作 PLoS ONE,6 (11) DOI:10.1371/journal.pone.0026243