羅馬地下進化出新的十腿物種了嗎?

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


螃蟹是外星生物。它們的眼睛長在柄上,肆無忌憚地揮舞著。它們的十條腿都抓住世界,但大多時候它們都待在潮間帶和海底的領地。河蟹,Potamon fluviatile,偷偷地沿著義大利、希臘和附近的馬耳他、阿爾巴尼亞、克羅埃西亞和馬其頓的大部分地區的溪流爬行。就螃蟹而言,它既有趣又普通。它是亞里士多德會見過的螃蟹之一,荷馬也是。數百萬兒童在成長過程中,無論朝哪個方向,都會尖叫著逃離和靠近它。這不是一種人們希望做出新發現的螃蟹;然後有人做到了。

人們一直在關注河蟹,因為像許多甲殼類動物物種和幾乎所有生活在河流和溪流中的生物一樣,它們的數量一直在下降。我們對河流和生活在其中的物種做了可怕的事情。你已經見過其中一些事情,不幸的是,我們幾乎在所有地方都這樣做。把東西扔進河裡,它似乎就消失了,所以我們已經傾倒、傾瀉、倒入並以其他方式汙染了世界上幾乎每一條河流。在地中海,我們做這些事情已經有數千年的歷史了,尤其是在城市裡。因此,螃蟹在曾經居住的大多數城市地區已經區域性滅絕。

就我個人而言,我喜歡螃蟹。如果你不知道它們存在,你就無法發明它們。它們有點太奇怪了。昆蟲用六條腿就足夠了,但螃蟹似乎需要額外的兩組。還有它們的眼睛,它們的方式就像腿一樣,可以向上和環顧四周。它們收集落在它們身上的東西。那些對重生感興趣的人似乎喜歡重生為老虎或老鷹的想法,但在我看來,很多身體都重生為螃蟹。


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它們也有弱點,它們的悲劇性失敗。一些雄蟹的爪子大到似乎對其他任務來說功能失調。還有它們移動的方式;這一切都是它們自己的。有些會游泳,當然。另一些可以跳一點,但屬於螃蟹的運動是以它們命名的。它對“螞蟻”或“甲蟲”沒有任何意義,儘管你當然可以蟹行或橫著移動。

但是螃蟹真正的樂趣是沿著海岸散步,和你的孩子們追逐它們。螃蟹真正的樂趣是讓它們從你的腳上爬過。螃蟹真正的樂趣是它們存在,並且可能會從你在岸邊碰巧發現的洞裡,或者在河蟹的情況下,從一些可愛的河岸邊冒出來。由於所有這些原因,當螃蟹從河流或海岸消失時,我認為失去的不僅僅是一個物種;我們失去了一整類生物。一旦螃蟹消失,孩子們就只追逐彼此。一旦螃蟹消失,抓螃蟹就不再是一種散步方式,而只是一種抱怨。沒有真正的螃蟹,唯一剩下的抓螃蟹的是我們的鄰居。螃蟹不抓螃蟹了,不知何故,我們都變得渺小了。

然後是羅馬。當 1998 年羅馬第三大學的馬西米利亞諾·斯卡利奇和同事們在他們的城市下,義大利最大的城市,也是世界上最大的城市之一,看到了河蟹時,這讓螃蟹愛好者(儘管也許不是喜歡螃蟹的羅馬兒童)的世界感到驚訝。人們可以想象他們最初的誘惑是抓住它們,而這最終也是他們所做的,他們中的一些人。在原本認為沒有螃蟹的地方,斯卡利奇和同事們發現了數百隻,它們用長長的柄眼向上看著他們。螃蟹們似乎在那裡已經有一段時間了,沒有被注意到,也許很高興這樣。

螃蟹並非在城市下隨處可見。它們似乎(並且似乎)只生活在一個地方,在羅馬市中心,靠近羅馬廣場。一條小河曾經流經羅馬,匯入較大的臺伯河,但在公元前 20 年,羅馬人改變了這條河流,將其變成了一條地下運河,這條運河繼續在城市下的陶土管道中流淌。這條河現在被稱為“克洛阿卡·馬克西瑪”,大部分但並非完全在地下。它暴露了大約三百英尺,在這段過程中,它只有幾英尺寬,幾英寸到幾英尺深,具體取決於降雨量。

如果你仔細觀察它穿過那個空間,你可以瞥見一個地下世界——螃蟹的王國。螃蟹喜歡住在古羅馬人的下水道里,而不是喜歡住在現代羅馬的河流裡,這也許只是歷史的一個怪癖。要麼是羅馬人比我們更聰明、更有組織,以至於他們的下水道比我們的河流更乾淨。

克洛阿卡·馬克西瑪的螃蟹似乎與其他類似的螃蟹隔絕了,最近的螃蟹也住在二三十英里之外。問題變成了如何以及為什麼:這些螃蟹到底發生了什麼?要麼是當羅馬人(或之前的伊特魯里亞人)到達時它們已經在那裡了,要麼是它們後來才來的。無論如何,它們來了。我喜歡這些螃蟹與伊特魯里亞人一起吃東西的想法,但這主要是因為我著迷於伊特魯里亞人,他們在羅馬人之前創造了偉大的藝術並建造了有趣的城市,但在這方面卻不那麼自命不凡。

就其本身而言,羅馬螃蟹的故事是一個關於自然在逆境中堅持不懈的有趣故事。這些螃蟹肯定讓人想知道在羅馬的克洛阿卡里還能發現什麼。但故事還有更多。

當斯卡利奇和同事們描述羅馬螃蟹的生物學特性時——在研究了四百多隻螃蟹並將它們與來自義大利各地的種群進行比較後,他們發現它們“不同”。它們生長較慢,但壽命更長,因此最終比同物種的其他螃蟹大約大一半。它們是城市化的、現代的和肥胖的。它們的交配時間似乎也與其他河蟹不同。

你可能會想,這種差異是如何產生的。一種可能性是克洛阿卡·馬克西瑪的條件與其他河流不同,因此螃蟹的生長和預期壽命也不同。生物學家將這種現象稱為可塑性,這聽起來很花哨。但事實並非如此。你在你的同類人類身上每天都能看到可塑性;這是現實,即在相似的基因基礎上,給定不同的環境和食物,可以創造出非常不同的形式。你自己的體重時增時減就是這種現象的個性化演示,儘管它可能不受歡迎。

所以也許體型大、生長緩慢的螃蟹只是吃更多或不同的食物。但螃蟹交配的時間更令人好奇。物種交配的時間往往在基因上相對“硬性連線”。沒有什麼比在沒有人回應時試圖交配更能快速拼寫進化厄運了,因此在不尋常的時間交配的個體往往會孤獨而不得志地死去。好吧,我不知道他們是否不得志,但他們不太可能傳遞他們的基因。

螃蟹繁殖時間的一個潛在解釋是,自從被隔離以來,羅馬螃蟹已經開始透過自然選擇進化,屬性(例如它們的繁殖時間和體型)使它們更適合現在居住的環境。研究這些螃蟹的作者認為這種可能性不大。但讓我們更詳細地考慮一下。如果螃蟹自克洛阿卡·馬克西瑪建成以來就一直生活在那裡,那麼它們在那裡已經生活了 2000 多年。對於人類來說,兩千年大約是一百五十代左右,在這段時間裡,人類進化中發生了有據可查的變化——不是在我們整個物種中,而是在特定的孤立種群中。螃蟹繁殖螃蟹的速度比人類繁殖人類的速度更快。它們的首次繁殖年齡似乎約為一年,也就是說,自從克洛阿卡·馬克西瑪建成以來,它們已經有兩千代的時間來進化,在這兩千代的時間裡,那些基因更適合羅馬生活的個體有機會差異化地傳遞它們的基因。事實上,如果這些羅馬螃蟹真的與其他同物種的種群隔絕了,那麼如果它們沒有進化出適應其不尋常環境的適應性,那才令人驚訝。

幸運的是,有一個很好的測試方法來檢驗這些種群之間的差異是否是進化性的(實際上,現在有幾種合理的測試方法)。最簡單的方法是將來自其他河流和克洛阿卡·馬克西瑪的螃蟹一起在實驗室中飼養,在相似的條件下並經過多代,看看一旦消除差異條件,它們是否相似(科學家喜歡將這種努力稱為“互惠移植”)。或者可以搜尋看看是否有一些基因最近在羅馬螃蟹中受到青睞,但在其他螃蟹中沒有,這將是近期自然選擇的證據。或者還有很多其他選擇。不幸的是,自 2008 年以來,沒有關於這些螃蟹的更多資訊發表。它們的交配之謎仍在等待解決。幸運的是,一位聰明的研究生,甚至是一位不太聰明的研究生,都可以解決這個問題。不幸的是,現在看來這些螃蟹是禁區;克洛阿卡·馬克西瑪是活躍考古工作的一部分,至少目前無法進入。

與此同時,很難不去想羅馬的其他生命。羅馬展示了貝盧斯科尼的野性生活,但我想的是更野性的生物。野狗在街上游蕩。野貓的數量達到了驚人的密度。然後是成千上萬的小型物種,其中許多物種的繁殖速度甚至比螃蟹還快。在這些物種中有多少物種進化出了使其與最親近的親戚非常不同,並且能夠更好地生活,不僅在一般的城市中,而且在羅馬這個特定城市中?我打賭有很多。所以如果你去羅馬參觀鬥獸場或其他任何地方,我會仔細觀察在你周圍飛翔和行走的東西。它們可能是其他任何地方都不存在的生物。

故事到此為止,我仍然不確定它將如何解決。這些螃蟹是新進化的物種嗎?我敢打賭是,或者,用我族人的語言來說,這就是我的假設。但事實是,似乎沒有人知道足夠多的資訊來下定論。我希望它們是(希望從根本上來說是不科學的,但卻是人類固有的)。我也希望甲殼類動物,無論是這些螃蟹還是它們的同類,都能回到許多城市。它們可能需要我們的幫助,無論是清理我們的河流還是以其他方式使它們更適合十腿生物生存。我們似乎有可能幫助上演它們的復興。古羅馬人似乎在沒有嘗試的情況下就做到了(該死的他們),所以如果我們真的用心去做,肯定也能做到。如果真的發生了,那將是多麼令人高興。當我走在海邊和河邊的市中心時,我希望有可能從任何無人看管的洞裡冒出一隻螃蟹。它可能會給“抓螃蟹”這個詞賦予新的含義。“抓螃蟹”可能意味著在你最意想不到的地方再次崛起,然後,當然,在被孩子和生物學家追逐時左右奔跑。

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