不对称螯生长模式及螯形状与寄居螺壳的关联:深入探究 Pagurus bernhardus 的奥秘

【字体: 时间:2025年03月12日 来源:Zoomorphology 1.1

编辑推荐:

  研究人员为探究寄居蟹螯的生长模式及与螺壳关系,对 Pagurus bernhardus 研究,发现性别二态性等,意义重大。

  在神秘的海洋世界里,寄居蟹是一群独特的 “房客”,它们依赖着腹足纲动物的外壳来保护自己柔软的腹部。这些外壳不仅是它们的 “移动城堡”,还与它们的生存和繁衍息息相关。然而,长期以来,关于寄居蟹的螯(chelae)在生长过程中的变化规律,以及这些变化与所寄居螺壳之间的关系,一直是科学家们渴望解开的谜团。
Pagurus bernhardus 是广泛分布于北欧和西欧海岸线的常见寄居蟹,过往研究发现,许多寄居蟹会随着生长更换更大的庇护所,而它们的螯在食物处理、争斗行为以及关闭所寄居的腹足纲动物外壳等方面都发挥着关键作用。其中,不同种类寄居蟹关闭外壳的方式各异,在 Paguridae 和 Parapaguridae 科中,主要依靠右螯来完成这一重要任务。但目前尚不清楚在 Pagurus bernhardus 的底栖寿命中,螯的形状变化是否与所寄居外壳的变化相关,也不确定这种变化更多是源于表型可塑性(phenotypic plasticity)还是基因固定程序。

为了深入探索这些问题,德国罗斯托克大学(Universit?t Rostock)的研究人员展开了一项严谨的研究。他们的研究成果发表在《Zoomorphology》杂志上,为我们理解寄居蟹的生物学特征提供了新的视角。

在这项研究中,研究人员采用了多种先进技术。首先,他们通过 μCT 扫描对寄居蟹的螯进行成像,进而实现 3D 重建,获取精确的形态数据。接着,运用球形谐波(SPHARM)建模结合几何形态测量学方法,对螯的形状进行细致分析。此外,还运用了普通最小二乘法(OLS)回归分析、协方差分析(ANCOVA)、主成分分析(PCA)、多变量方差分析(MANOVA)、置换多变量方差分析(perMANOVA)和线性判别分析(LDA)等统计方法,对数据进行深入挖掘。

研究结果呈现出多方面的重要发现:

  1. 螯的生长模式和侧特异性关系:通过对雄性和雌性 Pagurus bernhardus 的研究发现,雄性右螯与左螯相比呈现正异速生长(positive allometric growth),导致左右螯大小差异显著,而雌性则表现为等速生长(isometric growth),这表明雄性的这种生长模式可能与性选择有关,用于螯的展示和争斗行为。同时,左右螯在指节(pollex)和掌节(manus)的生长模式上也存在差异,左螯指节相对掌节呈现正异速生长,右螯则为等速生长,且这种差异在两性中均存在12
  2. 形状分析:基于左螯和右螯的主成分分析(PCA)结果显示,不同螺壳组的螯在形态空间上存在差异,尽管有重叠,但大小和质心位置有所不同。右螯的 PC2 显示出异速生长信号,较大的右螯掌节更宽大,指节相对不那么突出。此外,性二态性在左右螯的形状上均显著存在,即使在非异速生长的数据中也能明显看出34
  3. 多变量形状数据分析:MANOVA 分析表明,在左螯中,Buccinum 组与 Steromphala 组、Littorina 组之间存在显著差异;在右螯中,所有三组之间都有显著差异。而对非异速生长残差的分析显示,左右螯的壳组之间均无显著差异。同时,在性别差异方面,MANOVA 和 perMANOVA 分析均表明,左右螯的性别差异显著,且这种差异在去除异速生长信息后依然存在56

研究结论与讨论部分指出,Pagurus bernhardus 两性的螯虽然都表现出明显的异螯性,但生长模式却存在显著的性别差异,这与性选择导致的螯展示和争斗行为密切相关。左右螯不同的生长模式可能分别承担着不同的生物学角色,左螯可能更侧重于食物处理、消费和梳理等功能,右螯则可能是为了更好地适应在腹足纲动物壳中的生活,实现更有效的壳闭合。此外,研究还发现螯的形状与所寄居的腹足纲动物壳之间存在显著相关性,尽管异速生长对形状变化有一定影响,但表型可塑性也可能在其中发挥作用。例如,Littorina 壳的形状变异可能促使寄居蟹通过表型可塑性来适应。

这项研究不仅为我们深入了解 Pagurus bernhardus 的生物学特征提供了丰富的信息,还为进一步研究寄居蟹的进化和适应性提供了重要的理论基础。它揭示了寄居蟹在长期的生存过程中,如何通过螯的生长和形状变化来适应不同的生存环境,对于理解生物的进化机制和生态适应性具有重要意义。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号