两种竞争性寄居蟹物种的昼夜运动节律分化及其对物种共存的生态意义

本研究通过比较优势种Calcinus californiensis和从属种Clibanarius albidigitus在光暗周期(LD)和持续黑暗(DD)条件下的运动节律，揭示了两者内源性昼夜节律的分化模式：C. californiensis表现为晨昏性活动，而C. albidigitus呈现夜间活动特征。该发现为种间竞争驱动时间生态位分化提供了新证据，对理解潮间带物种共存机制具有重要意义。

　　

在潮间带生态系统中，寄居蟹为争夺有限的螺壳资源展开激烈竞争。墨西哥太平洋沿岸共存的Calcinus californiensis（优势种）和Clibanarius albidigitus（从属种）虽生态位高度重叠，却展现出神秘的共存现象。这引出了一个关键科学问题：在空间和资源竞争如此激烈的情况下，自然选择塑造了哪些适应性机制来维持物种共存？时间生态位分化假说认为，竞争物种可能通过活动时间的分割减少直接冲突，但关于内源性生物钟如何参与这一过程的研究仍属空白。

墨西哥国立自治大学（Universidad Nacional Autónoma de México）的研究团队在《Marine Environmental Research》发表的研究给出了答案。通过精密的实验设计，研究人员比较了两种寄居蟹在12:12光暗周期(LD)和持续黑暗(DD)条件下的运动节律，首次揭示了内源性昼夜节律分化是维持其共存的关键机制。

研究采用红外视频追踪技术记录个体运动轨迹，通过MATLAB脚本量化运动距离；运用Cosinor分析节律参数（包括峰值相位、振幅等）；采用Friedman检验比较物种间活动差异。所有个体均使用标准化螺壳(Nerita funiculata)以排除外壳适配度的影响。

【Actogram和cosinor结果】双绘图活动记录图显示，两种蟹在LD条件下均保持24小时节律（RP值分别为71.7%和61.1%），转入DD后节律强度减弱但持续存在（RP值23.3%-30.3%），证实内源性振荡机制。自由运转周期τ分别为24.2h和24.4h。

【物种间运动节律比较】关键发现显示：C. californiensis在黄昏（ZT10）开始活动，持续至ZT13（约20:00），呈晨昏性模式；而C. albidigitus从黄昏活跃至日出（ZT23），日均运动距离比前者高23%。这种时间分割使从属种能在优势种不活动的深夜时段安全觅食。

讨论部分深刻指出，这种内源性节律分化是长期种间竞争进化的结果：优势种通过直接争斗获取资源，而从属种则通过延长夜间活动成为更高效的资源开发竞争者。特别值得注意的是，两物种在黄昏的共同活动可能与其视觉适应性和捕食风险规避有关——黄昏时光强变化最剧烈，既提供觅食机会又降低被捕食风险。研究还推测，C. albidigitus可能进化出更强的低氧耐受性以适应夜间潮池环境。

该研究的创新性在于首次证实寄居蟹的内源性节律可塑性，为时间生态位分化理论提供了分子钟层面的证据。尽管自然环境中潮汐节律会产生掩蔽效应，但内源性节律作为进化稳定的"时间蓝图"，仍为预测物种交互作用提供了基础框架。未来研究可进一步探索视觉适应、代谢调节等配套适应性特征如何支持这种节律分化，这对理解潮间带生态系统稳定性机制具有重要启示。