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甲食性海蟹強(qiáng)度的地理差異以及熱帶和溫帶物種破甲能力的對(duì)比

2022-04-16 02:55 作者:劉方宇的生父  | 我要投稿

通過(guò)對(duì)形態(tài)的測(cè)量推斷甲食性海蟹的碾壓螯相對(duì)力量從熱帶印度-西太平洋到東太平洋、西大西洋和東大西洋逐漸降低,溫帶物種最小。除與獵物的共同進(jìn)化以外,推測(cè)代謝限制、競(jìng)爭(zhēng)可能是蟹鉗大小的重要決定因素:低溫下蟹的低代謝率限制了可用于建造和維持充滿肌肉組織的大型的高度鈣化的螯的能量。隨著溫度的升高,碳酸鈣的代謝活性提高,溶解度降低,更多的能量可被分配給螯,以及用于運(yùn)動(dòng)、繁殖和修復(fù),能量和鈣化限制在蛻皮時(shí)期最為明顯。爭(zhēng)斗和性行為會(huì)影響蟹鉗大小,在黃道蟹屬、瓢蟹屬、酋婦蟹屬、團(tuán)扇蟹屬中,蟹鉗的大小隨蟹類(lèi)物種多樣性和數(shù)量的增加而增加。

先貼出蟹鉗機(jī)械優(yōu)勢(shì)(L1/L2)示意圖

一些甲食性海蟹(從上到下依次是黃道蟹科的黃道蟹屬,梭子蟹科的濱蟹屬、大蟾蟹屬、青蟹屬、美青蟹屬,扇蟹科(舊)的瓢蟹屬、Euryozius屬、酋婦蟹屬、哲蟹屬、肉哲蟹屬、艷團(tuán)扇蟹屬、團(tuán)扇蟹屬、擬濱蟹屬以及金沙蟹屬,菱蟹科的蝕菱蟹(及菱蟹屬的一種)屬物種)的相對(duì)螯寬(H/B,螯寬/甲寬)及相對(duì)螯厚(T/B,螯厚/甲寬)一覽,據(jù)此可推測(cè)螯的相對(duì)橫截面積(螯寬X螯厚)。注:由于肌力還與長(zhǎng)肌纖維比例有關(guān),輸出力量與機(jī)械優(yōu)勢(shì)有關(guān),因此橫截面積作為單一標(biāo)準(zhǔn)只能比較同屬或近似屬的力量。

I.W.P.: 熱帶印度西太平洋區(qū)
SE Pac.: 溫帶東南太平洋
E Pac.: 熱帶東太平洋
E N.Am.: 大西洋西北暖溫帶地區(qū)(北美洲)
W Atl. : 熱帶西大西洋
C Atl :??熱帶中大西洋
W Eur. : 大西洋東北部暖溫帶地區(qū),包括地中海
E Atl : 熱帶東大西洋
Austr. : 溫帶南澳大利亞
NW Atl. : 西北大西洋寒溫帶地區(qū)
N.Z.: 溫帶新西蘭
NE Atl. : 大西洋東北寒溫帶地區(qū)

不難發(fā)現(xiàn),在瓢蟹、團(tuán)扇蟹、金沙蟹以及粗糙蝕菱蟹中雌雄螯的大小差異最小,在黃道蟹、哲蟹以及美青蟹里差異最大。性二型性主要與雄性間的爭(zhēng)斗相關(guān),而不好斗或雌雄都參與爭(zhēng)斗的情況下性二型性不明顯。另外同種不同大小的個(gè)體在多數(shù)類(lèi)群中不會(huì)出現(xiàn)明顯的異速變化。

紅斑瓢蟹、光手酋婦蟹、鱗酋婦蟹、粗糙蝕菱蟹、鋸緣青蟹、大蟾蟹、普通黃道蟹、紅黃道蟹、毛黃道蟹的螯機(jī)械優(yōu)勢(shì)一覽
紅斑瓢蟹Carpilius maculatus
普通黃道蟹Cancer pagurus
光手酋婦蟹Eriphia sebana
兇狠酋婦蟹Eriphia ferox
粗糙蝕菱蟹Daldorfia horrida
環(huán)紋金沙蟹Lydia annulipes
紅點(diǎn)團(tuán)扇蟹Ozius guttatus
鋸緣青蟹Scylla serrata
傭兵哲蟹Menippe mercenaria
估計(jì)一般體型大型甲食性蟹類(lèi)碾壓螯的橫截面積(螯高×螯厚)

熱帶印度西太平洋區(qū)的礁坪蟹類(lèi)紅斑瓢蟹、隆背瓢蟹、光手酋婦蟹及粗糙蝕菱蟹擁有巨大的碾壓螯,通常會(huì)剪斷獵物的殼頂或者直接在體螺層破甲開(kāi)洞,它們傾向于對(duì)獵物的外殼施加持續(xù)的壓力。除了Eriphia外,很少攻擊外唇,因此外殼的外唇通常保持完好,除了粉碎尺寸大到一定程度的個(gè)體

溫帶種普通黃道蟹和毛黃道蟹也能用較大的主螯碾碎獵物,但經(jīng)常由于力量及特化程度不足而選擇用雙鉗聯(lián)合破甲(當(dāng)殼唇正對(duì)自己時(shí)雙鉗插入,雙鉗同時(shí)捏住殼唇并向外旋轉(zhuǎn)發(fā)力掰斷螺殼;當(dāng)殼頂正對(duì)自己時(shí)則用左鉗控制住殼柱,用右鉗擰殼唇),且只在短時(shí)間內(nèi)施加持續(xù)壓力。

腹足類(lèi)的防御策略主要包括外殼加厚、殼口縮小、口唇加厚、表面雕塑以及低矮的殼頂。

被四種熱帶海蟹碾碎的關(guān)島(G)和牙買(mǎi)加(J)螺類(lèi)的臨界尺寸、提供的最大尺寸和殼厚,包括馬蹄螺、鐘螺、芋螺、蜑螺屬的物種,可看出可捕食的厚殼螺尺寸范圍通常在20-50mm
四種熱帶蟹對(duì)筐蛾螺Nucella lapillus的捕食能力
另一研究的調(diào)查結(jié)果,加入了鱗酋婦蟹(續(xù)表),數(shù)據(jù)類(lèi)似
續(xù)表1
續(xù)表2,下半部分是黃道蟹數(shù)據(jù)

粗糙蝕菱蟹行動(dòng)較為遲緩,捕食螺和寄居蟹方式通常是從上方垂直接近獵物,用腹部和腿將其固定,并用切割鉗抓起。隨后獵物會(huì)被螯,口器以及第一第二對(duì)步足聯(lián)合操縱旋轉(zhuǎn)。操縱的周期與用碾壓鉗握持的周期交替進(jìn)行。如果獵物很難突破,可能會(huì)連續(xù)工作一個(gè)多小時(shí)。

紅斑瓢蟹與隆背瓢蟹的破甲行為與粗糙蝕菱蟹類(lèi)似,不同之處在于其不可動(dòng)指的碾壓齒為圓形,而粗糙蝕菱蟹為延長(zhǎng)的斜坡?tīng)睿ǜ?lèi)似青蟹的結(jié)構(gòu),個(gè)人結(jié)合其他研究推測(cè)更適合利用上下齒絞合產(chǎn)生的剪切力碾碎雙殼類(lèi),而瓢蟹更適合利用集中壓力對(duì)螺開(kāi)洞)。

上:紅斑瓢蟹粉碎鳳螺?下:粗糙蝕菱蟹準(zhǔn)備粉碎法螺

被紅斑瓢蟹粉碎的鐘螺和馬蹄螺
普通黃道蟹用雙鉗掰殼唇
粗糙蝕菱蟹與紅斑瓢蟹捕食幾種螺(法螺、核果螺、馬蹄螺、鳳螺)所用的時(shí)間以及握持發(fā)力的次數(shù)和單次時(shí)間(單位:秒)

如下表,捕食方式與獵物大小有關(guān):粗糙蝕菱蟹與紅斑瓢蟹對(duì)小型獵物采取剪頂,中型采取粉碎體螺層,大型采取剪殼唇。而光手酋婦蟹相比之下多了直接掏肉這一策略。

在十足類(lèi)中,敏捷和持續(xù)的力量之間存在著明顯不可調(diào)和的矛盾。十足類(lèi)有一系列的肌肉纖維類(lèi)型,包括耐力較弱的快縮纖維和耐力較長(zhǎng)的慢縮纖維。適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間施加壓力的碾壓鉗中含有大量的緩慢纖維(長(zhǎng)肌節(jié)纖維),反之適合捕食魚(yú)和行動(dòng)快速的獵物。溫帶物種既不如熱帶地區(qū)的許多同類(lèi)那樣有力,也不比它們那樣敏捷,俗稱廢物。同理溫帶螺表現(xiàn)出的反捕食特征也更少。

甲食性海蟹強(qiáng)度的地理差異以及熱帶和溫帶物種破甲能力的對(duì)比的評(píng)論 (共 條)

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