个人观点

美丽武器的设计

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今年夏天,你们中的许多人可能都喜欢吃螃蟹,不管是蓝蟹、石蟹还是丹杰内斯蟹,而一顿特别的大餐将是大块简单的螯肉。这块肌肉的大小证明了它在对猎物、捕食者或竞争对手用力挤压时的作用。但许多螃蟹也用它们可爱的长爪子来吸引雌性——这一功能并不依赖于用力。那么,在推动爪子进化的过程中,这两种用途中哪一种更重要呢:美丽还是力量?

雌性招潮蟹有两个小爪子,用来捕捉沉积物,从中提取微小的食物。雄性只有一只小爪子;另一只“大”爪很大,重量可达一只成年雄蟹的一半。一只雄性招潮蟹有节奏地挥动它的大螯来吸引雌性和威胁其他雄性,也用它来和其他雄性争夺螃蟹交配和繁殖的洞穴。

较长的爪子更容易看到,这使得它们比较短的爪子更适合发出信号。而且雄性招潮蟹的主要爪子很长:只要雄性的身体宽,包括两边的腿。但长爪并不利于战斗,因为像筷子一样,长爪尖端产生的力量相对较小。那么,螃蟹是如何用如此美丽的长爪来战斗的呢?

这只跳舞的雄性招潮蟹(Uca terpsichores)在他洞穴的入口处建了一个沙“兜帽”,希望以此吸引雌性到他简陋的住所——好像他美丽的大爪子还不够似的!
这只公招潮蟹(Uca忒耳西科瑞)在他的洞穴入口处建了一个沙“兜帽”,希望以此吸引雌性到他简陋的居所——好像他美丽的大爪子还不够似的! (约翰·克里斯蒂,生态学者)

通过录像和直接观察,我的实习生Stefan Dennenmoser和我发现招潮蟹避免筷子打斗的方法是掐住对手的爪子,而不是用脚尖,而是在爪子内侧边缘有小结节(“牙齿”)。当雄性的爪子长得越来越长,对雌性更具吸引力时,这些结节——就像尖嘴钳的刀刃——就会留在爪子的铰链附近,那里是雄性握力最强的地方。这样雄招潮蟹就长出了又长又漂亮的爪子,这也是一种有效的武器。

但这并不是故事的结局。你可以想象,较轻的爪子更有利于向雌性发出信号,因为与较重的爪子相比,雄性可以更有力、更持久地挥动它们。相比之下,更重的爪子是更好的武器,因为它们在战斗中更好地抵抗伤害。我们和Brook Swanson以及Gonzaga大学的学生们一起研究发现,在21种招潮蟹中,大多数蟹爪都重到足以抵抗打斗中被压碎的程度。然而,某些物种的雄性爪子又大又炫,但相对较弱。其他物种的雄性爪子非常有力,但它们太重了,不能很好地向雌性发出信号。现在,我们正试图发现在某些物种中,有利于美而非权力的社会和生态因素,反之亦然。

所以,下次你和朋友或家人一起吃到美味的蟹爪时,请提醒他们,他们吃的是数百万年进化的结果。对于招潮蟹这样的物种来说,招潮蟹不仅对异性非常有吸引力,而且还是一种强大的武器。

2013年9月