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2011年9月15日

中大科学家揭开外形相迥异生物的基因关联巨型皇帝蟹由小巧寄居蟹进化而成

2011年9月15日
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朱嘉濠教授(左)及曾令铭博士展示皇帝蟹与寄居蟹在体积上的巨大差别

中大理学院副院长吴恒亮教授(右)、生命科学学院及李福善海洋科学研究中心院长朱嘉濠教授(中)及生命科学学院博士后研究员曾令铭博士

对称的寄居蟹(中)是图中所有其他异尾类动物的共同祖先。(从右上顺时针方向起)不对称的寄居蟹、铠甲虾、毛可蟹、瓷蟹、绒毛蟹和皇帝蟹。

当大家品尝阿拉斯加或日本皇帝蟹时,也许未曾察觉到它们其实不是真正的「蟹」。在科学家的眼中,皇帝蟹与大闸蟹、青蟹和花蟹等不同,它们其实是寄居蟹的近亲,属异尾类动物。甲壳动物的寄居蟹、和一些外形与蟹和龙虾相似的生物(如皇帝蟹、瓷蟹及铠甲虾)等,均属于异尾类动物。相较于真正的螃蟹,异尾类动物的最后一对脚非常细小,而尾巴通常卷曲于身体之下。有趣的是,一直有说法指重量可逾18磅、两脚张开的距离可长达6尺的皇帝蟹,不单与体重一般少于四分一磅的寄居蟹有关,更是由类似寄居蟹的祖先进化而来。这个「由寄居至皇帝」的假设备受争议超过廿年。 

为解开这个疑团,香港中文大学(中大)生命科学学院及李福善海洋科学研究中心院长朱嘉濠教授,联同其博士学生曾令铭博士、台湾海洋大学陈天任教授,以及悉尼澳洲博物馆的Shane Ahyong博士,进行了甲壳类动物的DNA排序分析。根据最新的DNA分析证据,他们确认皇帝蟹真的是寄居蟹的后裔。最重要的是,研究显示寄居蟹不单是皇帝蟹的祖先,更几乎是所有异尾类(包括龙虾状种类)的祖先。因此,事实不仅是「由寄居至皇帝」,而是「由寄居至所有(异尾类)」。 

朱教授称:「这个有趣的结果,是透过我们最近为甲壳类动物所特别研发的新细胞核蛋白质编码基因标记的DNA排序分析所发现。蟹状及铠甲虾形态的动物是由寄居蟹的祖先多次进化而成,显示寄居蟹的身体构造非常灵活多变,它们平行演化至不同的蟹状形态是很普遍的。」平行演化是指相近特征的个别演化,例如寄居蟹可进化成不同的蟹状形态,而真正的蟹和蟹状的异尾类亦是平行演化的例子。因此,外表相似的动物并不一定代表它们有密切关系。 

这项研究刚于8月在进化生物学领域的权威期刊──《系统生物学》中发表。在正式发表之前,威斯康辛州大学麦迪逊分校Sean Carroll教授于《纽约时报》的「Remarkable Creatures」专栏内亦介绍了这个研究结果。Carroll教授表示:「皇帝蟹和铠甲虾是由寄居蟹的祖先进化而来,这发现令人惊讶。这一例子显示出以DNA为基础的系谱学时代中的一个重要课题──不可貌相。外形大相迳庭的生物可由同一类别的祖先进化而成,且外型相似的生物亦可由全无关联的祖先个别进化而来。」朱教授将与美国、英国、德国、澳洲、新加坡、中国内地和台湾的研究伙伴,继续探究甲壳类动物的进化历史,揭露更多在生物进化过程中的有趣现象。



朱嘉濠教授(左)及曾令铭博士展示皇帝蟹与寄居蟹在体积上的巨大差别

朱嘉濠教授(左)及曾令铭博士展示皇帝蟹与寄居蟹在体积上的巨大差别

 

中大理学院副院长吴恒亮教授(右)、生命科学学院及李福善海洋科学研究中心院长朱嘉濠教授(中)及生命科学学院博士后研究员曾令铭博士

中大理学院副院长吴恒亮教授(右)、生命科学学院及李福善海洋科学研究中心院长朱嘉濠教授(中)及生命科学学院博士后研究员曾令铭博士

 

对称的寄居蟹(中)是图中所有其他异尾类动物的共同祖先。(从右上顺时针方向起)不对称的寄居蟹、铠甲虾、毛可蟹、瓷蟹、绒毛蟹和皇帝蟹。

对称的寄居蟹(中)是图中所有其他异尾类动物的共同祖先。(从右上顺时针方向起)不对称的寄居蟹、铠甲虾、毛可蟹、瓷蟹、绒毛蟹和皇帝蟹。

 

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