钻岩双壳类比非钻孔软体动物多样化得多

导读 一项新的研究表明,双壳类有很多方法可以穿过坚固的岩石,但缺乏栖息地可能会将它们锁定在进化的死胡同里。尽管它们的名字,无聊的双壳类比

一项新的研究表明,双壳类有很多方法可以穿过坚固的岩石,但缺乏栖息地可能会将它们锁定在进化的死胡同里。

尽管它们的名字,无聊的双壳类比它们不无聊的亲戚更令人兴奋。

从巨蛤(如Tridacnacrocea)到小型扇贝,钻岩双壳类包含一系列大小和形状,比其他生活方式的亲戚大得多。研究人员曾怀疑他们必须为如此复杂的任务共享一些共同特征,但发现他们错了。

博物馆底栖软体动物馆长凯蒂·柯林斯(KatieCollins)博士领导了这项研究,她说:“我们的发现完全出乎意料。虽然我们假设无聊的软体动物会收敛在真正针对此功能优化的一小部分形式上,但事实并非如此。

“相反,钻岩双壳类在其亲戚中具有最广泛的形式,从球体到雪茄和勺子形状。似乎没有进化上的理由让这些动物在形状上变得更加相似,使它们更优化无聊,使它们能够保持高度多样化的形式。

研究结果发表在《皇家学会会刊B》上。

什么是双壳类?

双壳类是一组软体动物,它们生活在一个铰链式的两部分壳中,因此得名。除了是人类和其他动物的重要食物来源外,它们还扮演着生态系统工程师的重要角色。

它们的滤食可以净化水并去除微塑料等污染物,而它们的挖洞和钻孔会改变环境,为其他物种提供栖息地。

这些使它们成为环境中积极力量的相同能力也可能使它们对人类工程造成问题。海底电信电缆和混凝土地基可以被双壳类穿透,导致不容易解决的问题。

双壳类可以做到这一点,尽管具有由碳酸钙制成的相对柔软的外壳,与石灰石的材料相同。为了穿透比贝壳坚硬得多的花岗岩和安山岩等岩石,这些软体动物不得不开发额外的钻孔方法。

“在双壳类中有两种主要的岩石钻孔方法,”凯蒂解释说。“第一种是化学物质,它们分泌粘蛋白等化合物,有点像酸来溶解岩石。

“其他人机械地研磨岩石,有时通过分泌更具弹性的化合物来帮助它们研磨,而其他人可以使用岩石碎片来帮助它们钻孔。

在整个双壳类群体中,这种能力已经进化了八次。研究人员想看看这是怎么发生的,以及这是否是趋同进化的结果。这是当没有密切关系的生物体具有共同特征来执行共享任务时。

例如,海豚和梭鱼的流线型鱼雷状形状是独立发展的,因为这两个物种都依赖快速游泳作为其生活方式的一部分,而不是由于共同的遗传。

该团队对九个不同博物馆(包括自然历史博物馆,菲尔德博物馆和史密森尼国家自然历史博物馆)中的近400个双壳类贝壳进行了CT扫描,以帮助他们进行调查。

这篇论文是一个更大的研究计划的一部分,研究人员已经扫描了大约93%的活双壳类属,以及来自450.<>亿年的许多化石,以回答有关进化过程的更广泛问题。

为什么无聊的双壳类不常见?

虽然研究人员认为双壳类动物具有共同的特征来执行无聊的任务,但它们却非常不同。

正如啄木鸟、雀类和狐猴等多种物种能够从树皮中提取猎物一样,似乎没有一种体型是专门为钻岩而优化的。

“似乎任何钻入岩石的能力,即使是很小的程度,都会带来显着的好处,”凯蒂说。“许多双壳类钻入充满液体的沉积物中,这需要极高的压力才能进入,然后推回去。

“岩石不会像这样反击,所以岩石蛀虫可以一次将它们磨碎一点,并节省大量能量。当然,这引出了一个新的问题——为什么没有更多的双壳类朝着这个方向进化?”

研究人员认为,根本没有足够的海底岩石来支持更多的双壳类进化这种能力。大部分海底,特别是在深海,被沉积物覆盖,为其他双壳类动物提供了更多种类的环境生态位。

钻孔双壳类的进化机会往往与珊瑚的流行和多样性的增加有关,这为软体动物提供了额外的坚硬表面。

无聊似乎也是一种进化的死胡同,将双壳类锁定在这种独特的生活方式中。只有一个群体,即船虫,曾经从钻岩过渡到另一种媒介,在这种情况下是木材,而一个物种,Lithoredoabatanica,从那以后又回到了另一条路。

缺乏岩石钻孔所需的特定适应措施意味着,尽管能够做到这一点的物种数量相对较少,但这种生活方式已经持续了数亿年。软骨动物学家对这些不寻常动物的持续研究可能有助于揭示它们进化本质的进一步见解。