海洋所发现扇蟹科深水新种并揭示中新世深水定殖历程与形态趋同
近日,中国科学院海洋研究所甲壳动物和棘皮动物系统分类与进化研究组在深水甲壳动物起源与演化领域取得重要进展。研究组发现扇蟹科深水新种——烂柯大权蟹 Macromedaeus putrimanubriatus Yuan, Jiang, Hui & Sha(图1),揭示了潮间带蟹类在中新世中期的深水定殖事件,以及深水蟹类的形态趋同现象。相关成果发表于国际期刊《林奈学会动物学杂志》(Zoological Journal of the Linnean Society)。

图1 烂柯大权蟹正模标本及采样地点
浅海生物的定殖是现代深海生物区系的重要来源之一。主流观点认为,这类由浅海向深水的迁移大多较为古老,可追溯至古生代中期(约400 Ma),并在中生代晚期至新生代早期达到高峰(约100~50 Ma)。本研究报道的案例则相对年轻:新发现的深水蟹类约在1300万年前才与其潮间带姊妹种分化。
新种烂柯大权蟹隶属于扇蟹科(Xanthidae)。其种加词putrimanubriatus由拉丁文 putris(朽、烂)与 manubrium(柄)构成,典出南朝梁任昉《述异记》中的“王质烂柯”,用以提示该深水种与同属潮间带近缘种在较短分化时间内发生的显著形态分异。大权蟹属此前已知物种均栖息于近岸岩礁潮间带,头胸甲扁宽、步足粗壮;而新种头胸甲更窄、步足纤细,外形与同属浅水种差异显著(图2)。尽管独特外形一度使其分类归属存疑,但雄性交接肢等较稳定的形态性状提示其与大权蟹属关系密切。进一步研究基于线粒体基因组重建了扇蟹总科系统发育树,并补充该属COI基因树及由2050个单拷贝直系同源基因构成的氨基酸超矩阵;多重证据均表明,新种嵌套于大权蟹属内部,并与东方大权蟹 Macromedaeus orientalis互为姊妹种(图3)。

图2 烂柯大权蟹(左)与同属的特异大权蟹(右)
分子钟分析表明,烂柯大权蟹与其潮间带姊妹种的分化时间与中中新世气候转型期(Middle Miocene Climate Transition,14.2~13.8 Ma)高度吻合(图3)。该时期全球海洋环境发生显著变化:南极冰盖快速扩张、气候显著变冷、海平面下降、环流重组。研究推测,浅海环境与食物供给变化,或是深水生态位空缺,可能驱动其祖先离开潮间带并进入深水。

图3 扇蟹总科及大权蟹属的系统发育关系
趋同演化是指不同谱系因适应相似选择压力而独立演化出相似形态或功能性状的过程,对于理解环境对表型的塑造具有重要意义。研究进一步比较了扇蟹总科其他类群中深水种与浅水种的形态差异,并发现了相似趋势:深水种的头胸甲往往更窄小,步足更加细长扁平。这可能是对深海软底、食物分散和较低捕食压力的趋同适应:相对轻盈的身体与细长扁平的步足,有助于抬高躯体、在沉积物上缓慢移动,并降低维持成本。该研究揭示了现代深水生物区系古老与年轻谱系并存的复杂组成,表明深水环境对生物形态具有显著塑造作用,为认识深海生物区系的形成及其系统演化提供了重要科学依据。
论文第一作者为中国科学院海洋研究所博士后袁梓铭,通讯作者为沙忠利研究员。研究得到国家自然科学基金和山东省海洋科技创新基金等项目支持。
论文信息:
Ziming Yuan, Wei Jiang, Min Hui, Zhongli Sha, Surprising taxonomic position of a new deep-water xanthid crab species (Crustacea: Brachyura: Xanthidae) reveals a recent shallow-to-deep colonization event and morphological convergence in deep water, Zoological Journal of the Linnean Society, Volume 208, Issue 2, October 2026, zlag153, https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlag153
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