De iconische ‘zijwaartse wandeling’ van de krab verscheen hoogstwaarschijnlijk slechts één keer in de evolutionaire geschiedenis, stamt af van een gemeenschappelijke voorouder, zo’n 200 miljoen jaar geleden, en is sindsdien een belangrijk kenmerk geworden van de ‘echte krab’-soort. Relevante resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift eLife in de vorm van een peer-reviewed preprint. Gebaseerd op de grootste vergelijkende analyse van krabbewegingspatronen tot nu toe, werden levende observaties en fylogenetische gegevens gecombineerd om de evolutionaire oorsprong van dit zijwaartse lopen te achterhalen.

Zijwaartse beweging is het iconische kenmerk van "brachyura", dat ook de meest voorkomende tak van krabben is in de orde Decapoda. Het onderzoeksteam suggereert dat lateraal lopen krabben kan helpen roofdieren te vermijden, omdat deze bewegingswijze hen in staat stelt snel te ontsnappen in meer onvoorspelbare richtingen. Hiroki Kawahata, corresponderend auteur van het artikel en universitair hoofddocent aan de Graduate School of Science and Technology van de Universiteit van Nagasaki in Japan, zei dat zijwaartse beweging een belangrijke rol kan spelen in het ecologische succes van echte krabben. Er zijn momenteel ongeveer 7.904 soorten echte krabben bekend, veel meer dan hun zustergroep Anomura en de nauw verwante groep Astacidea. Ze hebben zich wijd verspreid naar een verscheidenheid aan habitats, zoals land, zoet water en zelfs diepzee. Hun typische "krabvormige" lichaamsvorm is ook herhaaldelijk geëvolueerd in verschillende geslachten. Dit fenomeen wordt "crabificatie" genoemd.

Hoewel er overvloedige informatie is over de biologie van echte krabben, zijn gegevens over hun bewegingsgedrag relatief schaars. De meeste echte krabben lopen voornamelijk zijwaarts, maar sommige soorten lopen ook voornamelijk voorwaarts, wat een aantal belangrijke vragen oproept: wanneer ontstond lateraal lopen? Hoe vaak is het tijdens de evolutie onafhankelijk verschenen? En zijn er lijnen die zich ‘terugtrekken’ van zijwaarts lopen naar overwegend voorwaarts lopen?

Om deze vragen te beantwoorden, selecteerden onderzoekers 50 soorten echte krabben om hun bewegingspatronen te analyseren. Ze gebruikten een standaard videocamera om elke krabsoort gedurende 10 minuten te filmen in een ronde plastic arena die een natuurlijke omgeving simuleerde. Vanwege operationele beperkingen werd slechts één individu van elke soort geregistreerd. Het team combineerde deze gedragsobservaties vervolgens met een eerder gepubliceerde fylogenetische stamboom van echte krabben. Deze fylogenetische studie reconstrueerde de evolutionaire relaties van de meeste belangrijke geslachten op basis van 344 soorten echte krabben en 10 gensequenties. Omdat gedragsgegevens en fylogenetische gegevens niet volledig dezelfde groep soorten bestrijken, heeft het onderzoeksteam de evolutionaire boom vereenvoudigd, waarbij 44 geslachten, 5 families en 1 superfamilie behouden zijn gebleven, en ontbrekende soorten indien nodig vervangen door nauw verwante groepen.

Van de 50 waargenomen soorten lopen 35 soorten voornamelijk zijwaarts en lopen 15 soorten voornamelijk vooruit. Toen de onderzoekers deze voortbewegingspatronen in kaart brachten in een evolutionaire boom, ontdekten ze dat zijwaarts lopen hoogstwaarschijnlijk slechts één keer voorkwam in de evolutionaire geschiedenis van echte krabben. Analyse toont aan dat dit gedrag afkomstig is van een voorouder aan de basis van Eubrachyura, een relatief 'hogere' groep echte krabben in de evolutionaire boom, die oorspronkelijk de belangrijkste voorouder was van het progressieve gedrag, en dat deze bleef behouden in de daaropvolgende evolutie van de echte krablijn. Kawahata wees erop dat deze ‘enkele gebeurtenis’ contrasteert met het fenomeen ‘crabificatie’, dat herhaaldelijk en onafhankelijk voorkomt in Decapoda. Dit suggereert dat lichaamsgrootte en uiterlijk vele malen kunnen samenvallen, terwijl gedragsveranderingen zoals zijwaarts lopen relatief zeldzaam zijn.

Het onderzoeksteam is van mening dat deze verschuiving in bewegingspatronen de krabben mogelijk een belangrijk overlevingsvoordeel heeft opgeleverd. Door zijwaartse beweging kan de krab met hoge snelheid in beide richtingen bewegen, waardoor hij beter in staat is roofdieren te ontwijken. Maar de studie wees er ook op dat de evolutionaire drempel voor zijwaarts lopen hoog kan zijn, omdat deze manier van bewegen andere belangrijke gedragingen zoals graven, eten en paren kan verstoren. Momenteel lijkt het erop dat het stabiele en typische zijwaartse lopen bijna uniek is voor "echte krabben". Er wordt aangenomen dat slechts enkele andere dieren, zoals krabspinnen, nimfensprinkhanen, enz., tot op zekere hoogte een soortgelijke voortbeweging vertonen.

De studie hield ook rekening met veranderingen in het milieu in de algemene overweging van het succes van de krab. Volgens schattingen ontstond het laterale lopen van echte krabben ongeveer 200 miljoen jaar geleden in het vroege Jura, kort na de massale uitsterving van het Trias en het Jura. Deze periode zag dramatische veranderingen in het milieu van de aarde, waaronder het begin van het uiteenvallen van Pangea, de aanzienlijke uitbreiding van ondiepe mariene milieus en de vroege stadia van de zogenaamde 'Mesozoïsche mariene revolutie'. Wetenschappers zijn van mening dat deze veranderingen een groot aantal nieuwe ecologische kansen hebben gecreëerd en een podium hebben geboden voor de stralingsevolutie van echte krabben.

Kawahata wees erop dat om de relatieve rol van "nieuwe eigenschappen" en veranderingen in de omgeving bij echte krabdiversificatie verder te verduidelijken, er meer werk nodig is, zoals eigenschapafhankelijke diversificatieanalyse, reconstructie op tijdschaal gecombineerd met fossiele gegevens, en prestatietests die lateraal lopen rechtstreeks koppelen aan adaptieve voordelen. Hij zei dat de huidige bevindingen benadrukken dat de zijwaartse beweging van de krab een zeldzame maar innovatieve eigenschap is die een belangrijke rol kan spelen in zijn ecologische succes. Aan de ene kant kan deze innovatie nieuwe adaptieve ruimte openen, maar aan de andere kant wordt ze beperkt door de fylogenetische geschiedenis en de ecologische omgeving. Aangedreven door directe gedragsobservaties en een fylogenetisch raamwerk, vergroot dit werk ons ​​begrip van hoe bewegingspatronen van dieren ontstaan, diversifiëren en behouden blijven in de loop van de evolutionaire tijd.