راز مطلوبیت تکاملی خرچنگ؛ چرا حیوانات مرتباً به خرچنگ تبدیل می‌شوند؟

پوسته‌ی صاف و گرد و دمی که زیر بدن پنهان شده؛ این همان چیزی است که خرچنگ به آن شکل دیده می‌شود و حداقل ازنظر تکاملی، اوج عملکرد به‌نظر می‌رسد.

به‌گزارش لایوساینس، طرح بدن خرچنگ‌مانند حداقل پنج بار در میان سخت‌پوستان راسته‌ی ده پایان به‌طور جداگانه تکامل پیدا کرده است. این گروه شامل خرچنگ، شاه‌میگو و میگو می‌شود. درواقع، این اتفاق آنقدر رخ داده است که نامی برای آن وجود دارد: خرچنگ‌شدن (carcinization). اما چرا در طول تکامل بارها بدن شبیه بدن خرچنگ تکامل پیدا کرده است؟ دانشمندان با اطمینان نمی‌دانند، اما ایده‌های فراوانی دراین‌باره دارند.

خرچنگ‌شدن نمونه‌ای از پدیده تکامل همگرا است. تکامل همگرا زمانی اتفاق می‌افتد که گروه‌های مختلف به‌طور مستقل صفات یکسانی را تکامل می‌دهند. به همین دلیل است که هم خفاش‌ها و هم پرندگان بال دارند. اما به‌طرز جالبی، طرح بدن شبیه خرچنگ بارها در میان حیوانات بسیار نزدیک ظاهر شده است. خاویر لوک، پژوهشگر گروه جانورشناسی دانشگاه کمبریج به لایوساینس گفت: «این واقعیت که این پدیده در چنین مقیاس قابل‌توجهی اتفاق می‌افتد، نشانگر این موضوع است که تکامل انعطاف‌پذیر و پویا است.»

سخت‌پوستان بارها از طرح بدن استوانه‌ای با دم بزرگ (مشخصه میگو یا شاه‌میگو) به ظاهری صاف‌تر، گردتر و خرچنگ‌شکل‌تر تبدیل شده‌اند. نتیجه این است که بسیاری از سخت‌پوستان شبیه خرچنگ، مانند شاه خرچنگ در واقع حتی خرچنگ نیستند. آن‌ها طرح بدنی خرچنگ‌مانند را به دست آورده‌اند، اما به گروه نزدیکی از سخت‌پوستان به نام خرچنگ‌های کاذب تعلق دارند.

وقتی صفتی در حیوانی ظاهر می‌شود و در طول نسل‌ها باقی می‌ماند، نشانه‌ی آن است که آن صفت برای گونه سودمند است. این اصل اساسی انتخاب طبیعی است. حیوانات با فرم خرچنگ به اندازه‌های مختلفی ظاهر می‌شوند و در زیستگاه‌های متنوعی از کوهستان گرفته تا اعماق دریا زندگی می‌کنند. جوانا ولف، پژوهشگر زیست‌شناسی تکاملی در دانشگاه هاروارد می‌گوید: «تنوع آن‌ها تعیین مزیت مشترک این طرح بدنی را دشوار می‌کند.»

ولف و همکارانش در سال ۲۰۲۱ در مجله‌ی BioEssays چندین احتمال را ذکر کرده‌اند. برای مثال، دم جمع‌شده خرچنگ‌ها درمقایسه‌با دم برجسته شاه‌میگو می‌تواند مقدار گوشت آسیب‌پذیر دردسترس شکارچیان را کاهش دهد. پوسته صاف و گرد می‌تواند به خرچنگ‌ها کمک کند نسبت‌ به شاه‌میگو که بدن استوانه‌ای شکل دارد، چابک‌تر حرکت کنند.

اما به‌گفته‌ی ولف، برای آزمایش این فرضیه‌ها به پژوهش‌های بیشتری نیاز است. او سعی دارد از داده‌های ژنتیکی برای درک بهتر ارتباط میان سخت‌پوستان ده پای مختلف استفاده کند تا به‌طور دقیق‌تر مشخص کند چه زمانی تبارهای مختلف جانوران دارای شکل بدنی خرچنگ تکامل پیدا کرده‌اند و همچنین عوامل مؤثر بر خرچنگ شدن را شناسایی کند.

توضیح احتمالی دیگری نیز وجود دارد: به‌گفته‌ی ولف، شاید داشتن بدن خرچنگ‌مانند لزوماً مفید نباشد و این ممکن است پیامد ویژگی دیگری باشند. برای مثال، طرح بدنی خرچنگ ممکن است نه به‌خاطر شکل پوسته یا دم، بلکه به‌خاطر امکاناتی که برای قسمت‌های دیگر بدن فراهم می‌کند، سودمند باشد.

برای مثال دم بزرگ شاه میگو می‌تواند به حرکت حیوان در آب کمک کند و به او کمک کند طعمه خود را خرد کند؛ اما درعین‌حال می‌تواند به‌عنوان مانعی عمل کرده و ویژگی‌های دیگر را محدود کند. شکل بدن خرچنگ ممکن است انعطاف‌پذیری بیشتری برای حیوانات فراهم کند تا پاهای آن‌ها به جز راه رفتن نقش‌های تخصصی دیگری داشته باشد و به خرچنگ‌ها اجازه دهد به‌راحتی با زیستگاه‌های جدید سازگار شوند. پاهای برخی از خرچنگ‌ها برای کاوش رسوبات کف دریا یا پارو زدن در آب سازگاری پیدا کرده است. لوک می‌گوید: «فکر می‌کنیم طرح بدن خرچنگ به دلیل تطبیق‌پذیری حیواناتی که دارای این نوع طرح بدنی هستند، چندین بار به‌طور مستقل تکامل یافته است. این ویژگی به آن‌ها اجازه می‌دهد به مکان‌هایی بروند که سخت‌پوستان دیگر توانایی رفتن به آن‌جا را نداشته‌‌اند.»

البته در طول تکامل، چندین بار نیز طرح بدنی خرچنگ‌مانند از بین رفته است. لوک توضیح می‌دهد: «خرچنگ‌ها انعطاف‌پذیر و تطابق‌پذیر هستند و می‌توانند حرکات مختلفی را انجام دهند.» ولف خرچنگ‌ها و سخت‌پوستان دیگر را مانند سازه‌های لگو درنظر می‌گیرد: آن‌ها اجزای مختلفی دارند که می‌توان بدون تغییرِ ویژگی‌های دیگر، آن‌ها را عوض کرد. بنابراین، صاف شدن بدن استوانه‌ای یا برعکس استوانه‌ای شدن بدن صاف نسبتاً ساده است.

اما خوب یا بد، انسان‌ها به این راحتی به خرچنگ تبدیل نمی‌شوند: به‌گفته‌ی ولف، «بدن ما مانند آن‌ها حالت قطعه‌قطعه ندارد. سخت‌پوستان از قبل واحدهای سازنده مناسب برای دستیابی به طرح بدنی خرچنگ را دارند.»