Тайная жизнь красных крабов: удивительные и забавные факты, о которых вы не знали

%Б %д, 2024

Тайная жизнь красных крабов: биология, поведение и удивительные факты

Красные крабы — камчатские крабы, данженесские крабы, снежные крабы и их сородичи — являются одними из самых биологически удивительных ракообразных на планете. Их биология включает в себя одни из самых замечательных адаптаций в животном мире: жесткий экзоскелет, который необходимо сбрасывать и восстанавливать для роста; способность регенерировать потерянные конечности в течение нескольких циклов линьки; органы хеморецепции, достаточно чувствительные, чтобы обнаруживать следовые концентрации химических веществ в морской воде; и репродуктивные стратегии, включающие хранение спермы, длящееся месяцами или годами. Эта статья охватывает биологию и естественную историю, стоящие за самыми удивительными фактами о красных крабах — научные данные, объясняющие миграцию на острове Рождества, цикл линьки и спаривания, регенерацию конечностей, хеморецепцию, роль в экосистеме и специфическое воздействие изменения климата на популяции снежных крабов.

Королевский золотой краб | Данженесский краб | Клешни снежного краба

---

1. Миграция красных крабов острова Рождества: биология за зрелищем

Ежегодная миграция красных крабов острова Рождества (Gecarcoidea natalis) является одним из самых зрелищных природных явлений на Земле — по оценкам, 40-50 миллионов сухопутных крабов спускаются из тропического леса острова к океану для размножения, покрывая дороги, тропы и пляжи движущимся ковром красного цвета. Биология, лежащая в основе миграции: (1) Пусковой механизм: миграция запускается началом влажного сезона (обычно октябрь-ноябрь) и синхронизирована с лунным циклом — крабы приурочивают свое прибытие на побережье к последней четверти луны, когда приливная амплитуда наименьшая, а прибой наименее опасен для выпуска икринок; (2) Путешествие: крабы преодолевают до 9 км (5,6 миль) от леса до побережья; самцы прибывают первыми и роют норы у берега; самки прибывают через несколько дней, спариваются, а затем отступают в норы, чтобы развивать свои икринки; (3) Выпуск икринок: самки несут примерно 100 000 икринок каждая в выводковой сумке под брюшком; они выпускают икринки в океан у кромки воды во время последней четверти луны; икринки вылупляются немедленно при контакте с морской водой; (4) Возвращение: после выпуска икринок самки возвращаются в лес; личинки проводят примерно 3-4 недели в океане, прежде чем метаморфизируются в крошечных крабов (примерно 5 мм в поперечнике) и возвращаются на сушу; (5) Сохранение: местные дороги закрываются во время миграции для защиты крабов; построены крабовые туннели и веревочные мосты для безопасного пересечения; красный краб острова Рождества не является объектом коммерческого промысла и защищен австралийским законодательством.

---

2. Сезонная миграция камчатского краба: глубина, расстояние и скопления

Промысловые виды камчатского краба (красный камчатский краб Paralithodes camtschaticus, золотой камчатский краб Lithodes aequispinus, синий камчатский краб Paralithodes platypus) совершают сезонные миграции по глубине, а не горизонтальные миграции: (1) Зимняя нерестовая миграция: в конце зимы и начале весны камчатские крабы перемещаются из глубоких вод (200-400 футов) на мелководье (60-150 футов) для нереста; более мелкая, теплая вода ускоряет развитие икры; (2) Формирование скоплений: во время нерестовой миграции камчатские крабы собираются в плотные группы, называемые скоплениями — иногда содержащие тысячи особей; скопления движутся по морскому дну скоординированной массой, при этом крабы располагаются друг на друге в поведении, называемом "формированием скоплений"; функция формирования скоплений не до конца изучена, но может обеспечивать защиту от хищников и способствовать спариванию; (3) Летняя кормовая миграция: после нереста камчатские крабы рассеиваются в более глубокие воды для кормления; они являются оппортунистическими всеядными животными, питаясь моллюсками, червями, морскими ежами, мелкой рыбой и органическими остатками; (4) Мониторинг NOAA: Центр рыболовства Аляски NOAA ежегодно проводит траловые исследования для мониторинга численности и распределения популяций камчатского краба; данные исследований используются для установления годовых квот на вылов в соответствии с Законом Магнусона-Стивенса о сохранении и управлении рыбными ресурсами.

---

3. Цикл линьки: как крабы растут внутри жесткого панциря

Крабы сталкиваются с фундаментальной биологической проблемой: у них жесткий экзоскелет (панцирь), который не может расширяться, но им нужно расти. Решение — линька (экдизис) — периодическое сбрасывание всего экзоскелета и наращивание нового, большего: (1) Предлинька: за несколько недель до линьки краб поглощает кальций из своего старого панциря обратно в тело (для повторного использования в новом панцире) и начинает выделять новый, мягкий панцирь под старым; краб также поглощает воду, чтобы увеличить объем своего тела; (2) Линька: краб раскалывает старый панцирь по заднему краю и вытаскивает все свое тело через отверстие — включая ноги, клешни и даже выстилку желудка и жабр; процесс занимает от 15 минут до нескольких часов в зависимости от вида; (3) Уязвимость после линьки: сразу после линьки краб полностью мягкий и чрезвычайно уязвим для хищников; он прячется и остается неподвижным, пока новый панцирь затвердевает; затвердевание занимает 1-3 дня для мелких крабов и до нескольких недель для крупных видов, таких как камчатские крабы; (4) Время спаривания: самки данженесских крабов могут спариваться только сразу после линьки, когда их панцирь мягкий; самцы обнаруживают самок перед линькой по химическим сигналам в воде и носят их под своим телом в течение нескольких дней до и после линьки, защищая их в самый уязвимый период; (5) Вместимость яиц: самка данженесского краба может нести примерно 2,5 миллиона яиц в выводковой сумке под брюшком; она вынашивает яйца в течение 3-5 месяцев до их вылупления в личинки.

---

4. Хранение спермы: репродуктивная стратегия снежных крабов

Самки снежных крабов (Chionoecetes opilio) обладают замечательной репродуктивной адаптацией: они могут хранить сперму в специализированных структурах, называемых сперматеками, в течение длительного времени — в некоторых случаях до 2 лет — и использовать сохраненную сперму для оплодотворения нескольких партий икринок без повторного спаривания. Эта адаптация особенно ценна в холодных, глубоких водах, где обитают снежные крабы, где встречи самцов и самок могут быть нечастыми. Таким образом, одно спаривание может привести к нескольким репродуктивным циклам, максимально увеличивая репродуктивный выход от каждого успешного спаривания.

---

5. Регенерация конечностей: биология отрастания клешни

Крабы могут регенерировать потерянные конечности — процесс, называемый автотомией и регенерацией: (1) Автотомия: когда конечность краба схвачена хищником или повреждена, краб может добровольно сбросить конечность в определенной плоскости отлома (предварительно сформированная точка перелома около основания конечности); мышцы в плоскости отлома сокращаются, чтобы запечатать рану и минимизировать кровопотерю; это автотомия — самоампутация как стратегия выживания; (2) Регенерация: после автотомии на месте раны образуется небольшой бугорок недифференцированных клеток (бластема); с каждой последующей линькой бластема развивается в постепенно увеличивающуюся и более функциональную конечность; полная регенерация обычно требует 3-5 циклов линьки; (3) Возраст и скорость регенерации: молодые крабы линяют чаще, чем старые крабы (молодые данженесские крабы могут линять несколько раз в год; крупные взрослые камчатские крабы могут линять только раз в 1-2 года); в результате молодые крабы регенерируют потерянные конечности быстрее; (4) Функциональное восстановление: регенерированная конечность изначально меньше, чем исходная, но становится постепенно больше с каждой линькой; после 3-5 линек регенерированная конечность обычно неотличима от исходной по размеру и функции.

---

6. Хеморецепция: как крабы "чувствуют запах" океана

У крабов нет носов, но у них есть высокочувствительные органы хеморецепции — специализированные сенсорные волоски (щетинки) на их антеннулах (меньшая пара антенн) и на их ногах и клешнях, которые могут обнаруживать растворенные химические вещества в воде: (1) Чувствительность: хеморецепторы крабов могут обнаруживать аминокислоты, нуклеотиды и другие органические соединения в концентрациях, достигающих частей на миллиард — сопоставимо с чувствительностью носа собаки в воздухе; эта чувствительность позволяет крабам обнаруживать пищу, хищников и потенциальных партнеров с значительных расстояний; (2) Направленное обнаружение: крабы используют две антеннулы независимо для сравнения химических концентраций по обеим сторонам своего тела, что позволяет им определять направление источника химического вещества и ориентироваться к нему; (3) Сигналы спаривания: самки крабов выделяют специфические химические сигналы (феромоны) в воду до и во время линьки, которые привлекают самцов; самцы могут обнаруживать эти сигналы с значительных расстояний и ориентироваться к источнику; (4) Примечание по популярным утверждениям: часто повторяющееся утверждение о том, что крабы могут обнаруживать "одну каплю крови с расстояния в милю", не подтверждается научной литературой; хотя хеморецепция крабов очень чувствительна, фактический диапазон обнаружения зависит от водного течения, турбулентности и концентрации химического сигнала.

---

7. Роли в экосистеме: мусорщики, добыча и биотурбаторы

Красные крабы играют множество важных ролей в морских экосистемах: (1) Мусорщики и детритофаги: крабы питаются мертвыми растительными и животными остатками (детритом) на морском дне, разлагая их на более мелкие частицы, которые затем разлагаются бактериями; этот круговорот питательных веществ возвращает органическое вещество в водную толщу, где оно может быть использовано фитопланктоном и другими первичными продуцентами; без мусорщиков, таких как крабы, органические остатки накапливались бы на морском дне и создавали бы бескислородные мертвые зоны; (2) Виды-жертвы: крабы являются критически важным источником пищи для широкого круга морских хищников, включая осьминогов, палтуса, тихоокеанскую треску, морских выдр и морских птиц; потеря популяций крабов приведет к каскадным изменениям в пищевой цепи, влияя на численность этих хищников; (3) Биотурбаторы: по мере того, как крабы движутся по морскому дну и роют его, они нарушают и перемешивают осадок (биотурбация); это перемешивание насыщает осадок кислородом, предотвращает образование анаэробных слоев и высвобождает питательные вещества, захваченные в осадке, в водную толщу; биотурбация крабами и другими донными беспозвоночными необходима для поддержания здоровых экосистем морского дна.

---

8. Изменение климата и снежные крабы: задокументированное сокращение популяции

Влияние изменения климата на популяции крабов не является теоретическим — оно уже привело к задокументированному сокращению популяции снежного краба в восточной части Берингова моря: (1) Сокращение: популяция снежного краба в восточной части Берингова моря сократилась примерно с 8 миллиардов особей в 2018 году до примерно 1 миллиарда в 2021 году — сокращение примерно на 90% за три года; Департамент рыбы и дичи Аляски закрыл сезон промысла снежного краба в восточной части Берингова моря в октябре 2022 года впервые в истории; (2) Причина: исследование, опубликованное в Science (2023), приписало сокращение в основном голоданию, вызванному морскими тепловыми волнами; морская тепловая волна 2018-2019 годов в Беринговом море значительно повысила температуру воды выше нормы; снежные крабы — специалисты по холодным водам, которым требуются температуры ниже примерно 2°C (36°F); более теплая вода увеличивает их метаболизм, требуя от них потребления большего количества калорий; более теплая вода также сократила численность их добычи (зоопланктона и донных беспозвоночных); сочетание повышенной потребности в калориях и сокращения доступности пищи привело к массовому голоданию; (3) Восстановление: популяции снежного краба показали некоторые признаки восстановления после того, как тепловая волна стихла; сезон промысла снежного краба в восточной части Берингова моря вновь открылся в 2024 году с консервативной квотой; долгосрочное восстановление зависит от частоты и интенсивности будущих морских тепловых волн, которые, как ожидается, будут увеличиваться с продолжающимся потеплением океана.

Королевский золотой краб | Данженесский краб | Клешни снежного краба

Смотрите также: Промысел красных крабов: от хобби до образа жизни | 10 неожиданных преимуществ для здоровья от употребления красных крабов

Смотрите видео о приготовлении морепродуктов на YouTube-канале Global Seafoods

---

Часто задаваемые вопросы о биологии красных крабов

Как крабы растут, если у них твердый панцирь?

Крабы растут в процессе линьки (экдизиса) — периодически сбрасывая весь экзоскелет и наращивая новый, больший. За несколько недель до линьки краб поглощает кальций из старого панциря и выделяет новый, мягкий панцирь под ним. Во время линьки краб раскалывает старый панцирь и вытаскивает все свое тело через отверстие — включая ноги, клешни и даже выстилку желудка и жабр. Новый панцирь затвердевает в течение 1-3 дней (для мелких крабов) до нескольких недель (для крупных камчатских крабов). Сразу после линьки краб полностью мягкий и чрезвычайно уязвим для хищников.

Могут ли крабы действительно восстанавливать потерянные конечности?

Да — крабы могут регенерировать потерянные конечности в процессе, называемом автотомией и регенерацией. Когда конечность схвачена хищником, краб может добровольно сбросить ее в заранее сформированной плоскости отлома у основания конечности; мышцы в плоскости отлома сокращаются, чтобы запечатать рану. Затем на месте раны образуется почка недифференцированных клеток (бластема), которая с каждой последующей линькой развивается в новую конечность. Полная регенерация обычно требует 3-5 циклов линьки; молодые крабы регенерируют быстрее, потому что линяют чаще.

Что вызвало сокращение популяции снежного краба в Беринговом море?

Исследование, опубликованное в Science (2023), приписало сокращение в основном голоданию, вызванному морскими тепловыми волнами. Морская тепловая волна 2018-2019 годов значительно повысила температуру воды в Беринговом море выше нормы; снежным крабам требуются температуры ниже примерно 2°C (36°F); более теплая вода увеличила их метаболизм (требуя больше калорий), одновременно сокращая численность их добычи. Популяция снежного краба в восточной части Берингова моря сократилась примерно на 90% в период с 2018 по 2021 год, что привело к первому в истории закрытию промысла в октябре 2022 года. Сезон вновь открылся в 2024 году с консервативной квотой.

Почему самки данженесских крабов спариваются только после линьки?

Самки данженесских крабов могут спариваться только сразу после линьки, потому что их панцирь должен быть мягким, чтобы самец успешно передал сперму. Твердый панцирь нелиняющей самки препятствует спариванию. Самцы обнаруживают самок перед линькой по химическим сигналам (феромонам), выделяемым в воду, и носят самок под своим телом в течение нескольких дней до и после линьки, защищая их в самый уязвимый период. После спаривания панцирь самки затвердевает, и она вынашивает оплодотворенные яйца (до примерно 2,5 миллионов) в выводковой сумке под брюшком в течение 3-5 месяцев до их вылупления.

Делиться: