雪人蟹在多毛的爪子上培養細菌

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在哥斯大黎加水域深處,數十隻螃蟹齊刷刷地揮舞著它們的爪子,這看起來像是一場有節奏的表演。 幾乎就像這些螃蟹陷入了一種儀式性的舞蹈。 但這些迷人的螃蟹不是在跳舞。 它們在耕作。

這些螃蟹多毛的爪子覆蓋著細菌。 每次揮舞手臂,它們都會攪動水柱,為它們自己培育的細菌提供額外的營養。 發現這個新物種的潛水艇團隊拍攝了這段令人驚歎的影片,記錄了這些園藝螃蟹的行動


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這些白色多毛的螃蟹是'雪人蟹'的一個新物種。 該物種在上週的PLoS ONE 文章中獲得了正式名稱Kiwa puravida,意思是“純粹的生命”,這是哥斯大黎加常用的一句諺語。

第一隻雪人蟹Kiwa hirsuta)於 2006 年在復活節島海岸附近被發現。 發現這種螃蟹的團隊已經注意到,它的剛毛爪子上覆蓋著細菌。 然而,他們只收集了一個標本,這限制了對細菌和螃蟹之間關聯進行徹底調查的機會。 它們關係的性質仍然是一個謎。

直到現在,謎團才被解開。 在發現第一批雪人蟹後不久,更多的雪人蟹顯露出身影,距離復活節島超過 6,500 公里。 這個新物種的發現要歸功於一位潛水艇駕駛員。“加文·埃帕德ALVIN 潛水艇的駕駛員之一。 當他發現這種新的雪人蟹物種時,他正在潛水艇裡,這種螃蟹站在碳酸鹽巖塊上,來回揮舞著它們的爪子”,最近一篇論文的作者之一安德魯·瑟伯說。“加文參加了發現第一隻雪人蟹的最初航行。 他立即意識到這是科學上的新發現。”

在最初的發現之後,潛水艇團隊返回收集了更多跳舞的螃蟹。 所有螃蟹都被發現在冷泉附近揮舞手臂,甲烷和硫化氫從海底逸出。 您可能會認為這樣的環境是不適合生命存在的地方,但有幾種細菌在這樣的滲漏處附近茁壯成長。 它們透過從甲烷和硫化氫分子中剝離電子並將其傳遞給氧氣來釋放能量。

這些物種可以在冷泉周圍形成密集的菌墊,但它們也在雪人蟹的爪子上生長。 瑟伯和他的同事發現了分別以甲烷和硫化氫為食的兩個細菌科的 DNA。 瑟伯認為,螃蟹跳舞是為了確保細菌始終能夠獲得來自海水的氧氣和來自滲漏處的甲烷或硫化物。 如果螃蟹靜止不動,生長在剛毛之間的共生細菌可能會區域性耗盡其中一種資源。 但是透過揮舞手臂,雪人蟹混合了水和滲漏物,保持了細菌的高生產力。

雪人蟹的共生細菌與生活在熱液噴口附近以及生活在那裡的生物(如熱液噴口蝦)的細菌最相似。 熱液噴口與冷泉相似,因此瑟伯認為它們利用噴口和滲漏處作為墊腳石在海洋中擴散。

雖然這些發現表明雪人蟹會自己種植食物,但瑟伯和他的同事也表明雪人蟹會收穫食物。 瑟伯沒有觀察到它們在野外啃食細菌,但他確實拍攝到被捕獲的螃蟹用它們的口器從爪子上進食的畫面。“我最初把它們放在水族館裡,看看我是否能讓它們跳舞。 它們沒有跳舞,這讓我認為它們搖擺手臂是對水流或化學訊號的反應。 相反,它們最終以細菌為食,我很幸運地用膠片捕捉到了這一點”,他說。 在沒有滲漏處進行耕作的情況下,這個可憐的傢伙可能餓了肚子

雪人蟹本身也含有在野外以共生細菌為食的痕跡。 碳有重 (C13) 和輕 (C12) 兩種變體。 植物和細菌用來從陽光中獲取能量的酶,選擇輕碳形式的頻率略高於重碳形式。 然而,消耗甲烷或硫化物的微生物酶對 C12 的偏好遠高於 C13。 因此,甲烷和硫化物吞噬者的“碳特徵”將比從陽光中獲取能量的細菌的碳特徵更輕。 雪人蟹的碳譜與其共生體的碳譜相匹配,表明它們是雪人蟹的主要食物來源。 雪人蟹的脂肪酸分佈也以類似的方式反映了其細菌的脂肪酸分佈。

總而言之,瑟伯等人有力地證明了雪人蟹既種植收穫它們自己的細菌。 但是這些螃蟹難道不會因為跳舞而感到疲倦嗎? 瑟伯:“螃蟹必須消耗能量來來回擺動它們的爪子——因此透過這樣做,它們必須透過它們的共生體獲得比揮舞手臂所消耗的更多的能量。 我認為它們不會感到疲倦。”

跳舞的雪人蟹似乎也有足夠的能量不時進行一些雪人摔跤。 ALVIN 團隊拍攝了一段影片,內容似乎是兩隻雪人蟹為了在滲漏處爭奪一個好位置而打架。 挑戰的螃蟹最近蛻了殼,所以也許它想要一個好的位置來重新獲得細菌覆蓋。 但瑟伯指出,這種對抗也可能是一種交配展示,因為眾所周知螃蟹在蛻殼後會交配。 衝突還是愛情,由你決定

雪人蟹迅速走紅網路。 證明:一個合輯,收錄了螃蟹伴隨著不同音樂跳舞的影片。


圖片

所有圖片和影片均來自參考文獻

參考文獻

瑟伯,A.,瓊斯,W.,&施納貝爾,K. (2011)。 深海覓食之舞:一種新型雪人蟹的細菌耕作 PLoS ONE,6 (11) DOI:10.1371/journal.pone.0026243

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