何億年もの成功のレシピ

Chip Hannum著。

卵、淡水、日光を取り、22°Cでわずか48時間煮込みます…

カブトエビの成功は、いくつかの重要な適応にかかっています。これらの適応の多くは、彼らの卵に関係しています。卵は極端な形態の休眠を経ます。休眠は胚発生の停止であり、カブトエビの卵の場合、好ましい条件に再びさらされるまで、代謝活動なしで完全に脱水された状態で何年も生き残ることができます。27年後に実行可能であることが証明された卵があり、それよりもはるかに長く生き残ることができると疑われています。卵は、凍結や極端な熱（沸騰ではありませんが）にさらされても生き残ることができます。彼らは他の動物の消化管を無傷で通過し、「反対側の端」から孵化する準備ができて出てくることさえできます。 これらの小さな卵は風と一緒に吹き飛ばされ、溝の水たまりに着陸し、別の世代のカブトエビで新しい領土を植民地化する準備ができています。

これらの適応が十分ではないかのように、まだ理解されていないメカニズムを通じて、カブトエビはすべての卵を1つのバスケット、えーと、水たまりに入れるのを避けます。詳細は種によって異なりますが、一般的な戦略は、産卵後短期間で卵のわずかな割合が孵化できることです。このようにして、プールが長期間残っている場合、彼らは単一のシーズンで複数の世代を育てることができます。残りの卵は、孵化する前に少なくとも1回の乾燥期間を必要とします。これらの卵の一部は、そのような乾燥の1回だけで孵化しますが、他の卵は、乾燥と湿潤の2回以上のサイクルが経過するまで孵化しません。このようにして、カブトエビは、子供たちが成熟するのに十分なほど長く続かない特定のプールに対して賭けをヘッジします。

さらに、卵には不適切な状況での孵化を避けるためのより多くのトリックがあります。卵の孵化を引き起こすのは水だけではありません。それはまた、その水の浸透圧、ならびに温度と光でもあります。典型的なカブトエビの環境では、プールは季節的な洪水からの雨水や流出水で急速に満たされます。この状況では、水は比較的純粋であり、溶存ミネラルや有機物はほとんどありません - それは非常に低い浸透圧を持っています。

逆に、確立された水域の水は、高レベルの溶存ミネラルと有機物を持っています - それは比較的高い浸透圧を持っています。なぜこれが重要なのですか？ カブトエビは、特に若いときは、自分と同じサイズ以上の捕食者を避けるための移動性、サイズ、および生物学的兵器を欠いています。確立された水域には、魚、水生昆虫、両生類、あるいは孵化したばかりの子供をすぐに片付ける他のカブトエビさえ含まれている可能性があります。 さらに、確立された水域は、それほど長くは続かない古いプールである可能性があります。したがって、水の状態が新しい淡水域を示さない限り、卵は孵化しません。

左: L. apus lubbockiの無傷の卵。右: 外膜と内膜の間にある肺胞層構造を示す卵の断面。以下に、いくつかの卵を産もうとしているTriops cancriformisを見ることができます（後部近くのピンク色の点のクラッチ）。

空腹の小魚でいっぱいの池に孵化しないことと同じくらい重要なのは、20 cmの泥に孵化しないことです。カブトエビの卵の殻には肺胞層があります - これは、0.5 mm未満の卵の中に、何百もの小さな相互接続されたチャンバーのスポンジ状のマトリックスがあることを意味します！卵が最初に産まれるとき、肺胞層は液体で満たされ、卵は沈みます。ここで、卵は堆積物に埋もれて待機を開始でき、成体カブトエビに食べられる可能性が低くなります。

しかし、乾燥後、肺胞層は液体がなくなり、代わりに空気で満たされます。卵が水和すると、堆積物に埋もれていない場合、それらは表面に浮かび、日光にさらされます。光の存在は、卵が埋もれておらず、孵化しても安全であることを卵に伝えるものです。 浮遊期間の後、水は再び肺胞層を満たし、卵は再び沈みます。孵化しない場合、それらは再び埋もれて待機し、孵化する同胞に食べられるのを避けます。

最後のトリックは、環境温度に対する感受性です。カブトエビの卵は通常、15°〜30°C（59°〜86°F）の温度範囲内で孵化します。 それでも、これは広範囲の環境条件を示しており、カブトエビの成長率は、生命を脅かすようになるまで温度に直接結びついています。その結果、各種には理想的な条件を示す狭い温度範囲があり、涼しすぎず、暖かすぎません。環境が最適よりも涼しい場合、成長率が影響を受け、孵化したばかりの子供はプールが乾燥する前に発達するのに十分な時間がない可能性があります。環境が暖かすぎる場合、プールが最高温度に達すると、孵化したばかりの子供が死ぬ可能性があります。したがって、この理想的な範囲に近いほど、孵化する卵の割合が高くなります。まとめると、卵に関わる適応により、カブトエビは素晴らしく慎重な日和見主義者になります。

22°C（71.6°F）が孵化に最適な温度のようです。

一時的なプールでの生活

2番目のセットの重要な適応は、彼らが家を作るところです：一時的な水域。 ノルウェーのいくつかの深い湖で単一の魚種と共存することが時々知られているLepidurus arcticusの唯一の例外を除いて、略奪的な魚を締め出す極端な条件がない限り、大型鰓脚類のどれも恒久的な水域で見つかりません。カイエビ、ホウネンエビ、およびオタマジャクシエビ（カブトエビ）は、一時的な淡水または汽水のプールでの生活に適応しています。ブラインシュリンプは、他のほとんど何も住むことができないほど塩辛い湖に住んでおり、しばしば一時的でもあります。

これは、Triops longicaudatusとnewberryiがアメリカ南西部で家と呼ぶかもしれない種類の快適な環境です。 砂漠の雨からの石の自然に形成されたポットホールは、短期間だけ満たされます

すべての大型鰓脚類は、いくつかの共通の欠点に苦しんでいます。大型鰓脚類と呼ばれていますが、どれも数センチメートル以上のサイズではありません。彼らは非常に急速に動くことができず、動物界にとって一様に美味しいです。最後に、彼らの生殖戦略は、恒久的な水域で発生する種類の活発な捕食の消耗を許容しません。ずっと昔、カブトエビはニッチな環境、つまり自分たちよりも大きな捕食者が一般的に存在できない一時的なプールの環境に適応しました。多くはpHの極端にさらに適応し、酸性の泥炭湿原からアルカリ性のプールまでの場所で生き残っています。カブトエビは、淡水プランクトンよりも大きなものは何も住むべきではないと思われる予測不可能で変動するニッチ環境を取り、それらを独自に彼ら自身の楽園にしました。

信じられないほどの代謝と成長

適応の3番目のカテゴリは、数週間しか続かないかもしれない数リットルの雨水で一生を送ることを可能にするものです：信じられないほどの代謝と発達速度。彼らは10年以上休眠していたかもしれませんが、適切な条件に戻ると、卵は非常に短い期間内に孵化します。一部の種は数時間から1日で孵化することができます。他の人はもっと時間がかかるかもしれませんが、誰も数週間以上待ちません - それは貴重な時間の無駄です。最初は長さの1/20センチメートル程度の小さなノープリウス幼生は、わずか1週間で数センチメートルに成長することができます - 人間の赤ちゃんが同じ速度で成長した場合、彼らはその最初の週の終わりに40フィートの巨人になるでしょう。特にこの最初の週に、彼らは温度、酸素レベル、および食物の入手可能性に基づいて、できる限り絶対に速く成長し、代謝します。

ご想像のとおり、カブトエビはこの驚異的な成長率を達成するためにたくさんの食物を必要とします。 彼らは毎日、食物で体重の約40％を食べる必要があります。新しく一時的な水域に孵化するとき、その食物がどこから来るかについて選り好みすることはできません。カブトエビにとって、それが有機的で口に入るなら、それは食物です。彼らは見つけたどんな種類の死んだ植物や動物の物質も容易に消費します。細菌、藻類、ワムシなど、プールで形成される水生微生物叢がメニューに追加されます。彼らはプールで育つ植物をかじります。蚊がカブトエビのいるプールに卵を産むと、彼女はこれらの泳ぐ口に身をよじるスナックを提供したことに気付くでしょう。

ミジンコやホウネンエビなどの仲間の甲殻類は、カブトエビのいるプールで孵化するという不運に見舞われた場合、カブトエビのスナックになる可能性があります。カブトエビが生息するプールに卵を産む両生類は、卵と子供が貪欲なカブトエビにむさぼり食われることに気付くでしょう。 彼らは、他の食物レベルが低くなると、小さくて弱いカブトエビを一つずつ摘み取って、お互いを食べることさえあります。

孵化後約7時間のカブトエビの幼生

わずか3時間後、腹部のセグメントが定義され始め、尾が形成され始めています

左側は、若い幼生の典型的なサイズの代表です。それらを見るときは、それらの後ろに黒い物体を置くのが最善です。

約15時間で、すでに成体の主要な特徴を想定しています

孵化後わずか24時間で、成体のミニチュアに非常に近いです

この信じられないほどの成長率と、自分よりも小さいものなら何でも喜んで食べるという意欲が組み合わさって、彼らはプール内の他のすべてのものと競争することができます。彼らは、塵のスペックサイズの幼生から、1週間以内に他の生き物を捕食できる大きな生き物になります。常にプールが乾燥するという亡霊に脅かされているので、無駄にする時間はありません。彼らは数週間以内に成体に達します：条件が適切な場合、多くの種は2週間が経過する前に性的に成熟し、産卵を開始できます。

多様な生殖戦略

適応の4番目のカテゴリは、性的、またはその欠如、生殖の問題にあります。おそらく自然界のどこにも、単一の種のグループがこれほど多様な生殖戦略を持っている場所はありません。一部の個体群では、「通常の」有性生殖を伴う雄と雌の明らかな区分があります。T. granariusなどの一部では、有性生殖が義務付けられています。義務的に性的な個体群の極端な結果は、それらの一部が雄に偏っており、70％も雄であるということです。しかし、ほとんどのカブトエビは単為生殖によって繁殖することができます。単為生殖では、卵は雄の精子によって受精されることなく胚に発達します。一種の処女懐胎です。これにより、多くの個体群は、雄がまれにしか発生しない雌に偏ったものになることができました。時には、雌100匹に対して雄が1匹未満です。この戦略は、一部の個体群が完全に雌で構成される単性になることで極端になります。

さらに他のカブトエビは雌雄同体であり、雄と雌の性器を持っています。これは、一部が自分自身を受精させることができるという点でさらに複雑ですが、他の人は別の雌雄同体と交差受精しなければならず、両方のタイプが単為生殖的に繁殖できる場合とできない場合があります。一部の個体群は技術的には雌雄同体ですが、単為生殖的にのみ繁殖しているように見え、おそらく単性個体群への進化的中間体です。

これらの著しく異なる戦略について本当に当惑することは、最も認識されているカブトエビ種が、地理的に隔離された個体群の間で複数の生殖戦略を利用していることです。T. longicaudatusは、すべての主要なカテゴリ（両性（正規分布と雄と雌の両方の偏り）、単性、および雌雄同体）を示すことが知られているという点で特に興味深いです。見かけの生殖的不適合性、および最近の遺伝子解析は、これらの異なって繁殖する個体群がいつか現在の分類の亜種として認識されることを示唆しています。

彼、彼女、それ？？？カブトエビではいつも通りのセックスとは限りません

まとめると、これらの適応により、この小さな動物のグループは、3億年の間、特定のクラスのニッチ環境を支配することができました。彼らがこの地球にいた間、昆虫も、魚も、両生類も、爬虫類も、そして確かに哺乳類も、一時的なプールのつかの間の環境の支配者として彼らに取って代わっていません。

その期間に地球上でどれだけ変化したかを考えると、これほど昔に進化した生命体が、いつもと同じようにトラック輸送されていることは驚異的です。彼らの戦略はこれまでのところ彼らにうまく役立っています。人間が彼らの生息地を破壊するのを防ぐことができれば、彼らはさらに3億年後にここにいる可能性があります。私たちについても同じことが言えるかどうか疑問に思う必要がありますか？

今すぐカブトエビのさまざまな種について読んでください。