螃蟹已经进化了五次 - 为什么相同的形式在自然界中不断出现？

查尔斯·达尔文（Charles Darwin）认为进化创造了“无尽的形式最美丽”。这是一个很好的情绪，但并不能解释为什么进化不断制作螃蟹。

科学家长期以来想知道是否有限制进化可以做什么或者如果达尔文有正确的想法。事实可能位于两者之间。

虽然似乎对可能进化的物种数量没有上限，但可能会限制这些物种可以进化成多少基本形式。类似螃蟹的生物的演变可能是其中最好的例子之一，因为它们不仅进化了一次，而且还在进化至少五次。

螃蟹属于一组甲壳类动物decapods- 字面上是“十英尺”，因为他们有五对步行腿。有些十足的龙虾和虾，有浓密的肌肉腹部，这是我们吃的大部分动物。快速轻弹他们的腹龙虾可以向后射击并逃脱掠食者。

相比之下，螃蟹有压缩腹部，藏在一个扁平但宽阔的胸部和外壳下。这使他们可以将岩石缝制到岩石缝隙中以进行保护。进化反复击中了该解决方案，因为它在类似的情况下运行良好。

五组“螃蟹”

最大的螃蟹组是Brachyura（真正的螃蟹），包括可食用的螃蟹和大西洋蓝蟹。他们有一个祖先也是螃蟹形的。一些物种已经进化了“向后”，并再次拉开了腹部。另一个大型的是Anomura（假蟹），一个看起来更像龙虾的祖先。

但是，至少四组Anomura - 海绵蟹，，，，瓷蟹，，，，国王螃蟹和澳大利亚人毛茸茸的石蟹- 与真正的螃蟹几乎相同的方式独立演变成蟹状的形式。像真正的螃蟹一样，它们的紧凑型身体更具防御力，并且可以更快地向侧面移动。

这意味着“螃蟹”不是一个真正的生物群体。它们是Decapod树中的分支集合，看起来相同。

但是螃蟹不是例外。

鸟类从羽毛恐龙的演变中发生了类似的事情。羽毛可能首先进化为绝缘，吸引伴侣，保护鸡蛋，也可能是“网”捕捉猎物。数百万年后，羽毛伸长和简化以飞行。

古生物学家不同意细节，但所有现代鸟类（Neoaves）都从地面祖先大规模灭绝使其他恐龙灭绝之后。但是，羽毛的翅膀和飞行也早在其他恐龙中也发展起来，包括troodindids和dromaeosaurs。其中一些，喜欢Microtapt，有四个翅膀。

重新运行生命的胶带

不幸的是，我们无法进行进化实验，以查看同样的事情是否一直在发生，因为那将需要数亿年。但是，当密切相关的谱系在不同大陆上发展和多样化时，生活的历史已经做了与我们相似的事情。在许多情况下，这些祖先线反复提出了相同或几乎相同的问题解决方案。

最好的例子之一是我们自己的小组，哺乳动物。

有两个主要的活哺乳动物。胎盘（包括我们在内）和有袋动物（生下小幼年的哺乳动物）。两组都从同一个共同的祖先演变1亿年前，大袋动物在很大程度上在大洋洲，美洲以及其他地方的胎盘。

这种隔离导致了“实验”的两次几乎独立的运行，以查看哺乳动物的身体平面可以做什么。有摩尔，小鼠，武术，滑翔机和猫的有袋动物和胎盘版本。甚至有一只小袋狼（甲状腺素，1936年灭绝），其头骨和牙齿与胎盘狼的细节相匹配。

身体形成不仅是独立发展的，而且是器官和其他结构。人类有复杂的相机眼睛带有镜头，虹膜和视网膜。鱿鱼和章鱼是软体动物，与蜗牛和蛤s更紧密相关，还以相同的成分进化了相机的眼睛。

眼睛通常可以独立发展40次在不同的动物中。甚至没有大脑的盒子水母，在他们的四个触手的基部都戴着眼睛。

我们看的越多，我们发现的越多。下巴，牙齿，耳朵，鳍，腿和翅膀等结构都在生命的动物树中独立发展。

最近，科学家发现融合也发生在分子水平。眼睛中的Opsin分子将光子的光子转化为化学能，使人看到一个与盒子水母中的人紧密相似并以这种方式发展。更奇怪的是，像鲸鱼和蝙蝠一样不同的动物在基因中具有惊人的收敛性使他们能够回声。

人类真的独一无二吗？

我们认为使人类与众不同的许多事情已经被其他地方的进化所重塑。像乌鸦和乌鸦这样的科维德都具有解决问题的智力，以及猫头鹰，可以使用简单的工具。

鲸鱼和海豚拥有复杂的社会结构，他们的大脑使他们能够发展语言。海豚使用海绵等工具掩盖他们的鼻子当他们在石质海底觅食时。章鱼还使用工具和从观看中学习其他章鱼会发生什么。

如果事情在地球上以类似的方式发展，那么如果生活在宇宙中的其他地方演变，他们也可能会遵循相关的课程。这可能意味着外物生物看起来不那么外星比我们预期的更熟悉。

马修·威尔斯，米尔纳进化中心进化古生物学教授，巴斯大学

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