Los cangrejos herradura son parientes de los escorpiones y las arañas, según muestra una nueva investigación

Los cangrejos herradura son parientes de los escorpiones y las arañas, según muestra una nueva investigación

Los artrópodos a menudo se consideran los animales más exitosos del planeta, ya que ocupan la tierra, el agua y el cielo e incluyen más de un millón de especies. Esta agrupación incluye insectos, crustáceos y arácnidos. Crédito de la imagen: Flickr / James St. John

De sangre azul y blindados con 10 patas delgadas, los cangrejos herradura quizás siempre parecieron un poco fuera de lugar. Primero se pensó que estaban estrechamente relacionados con los cangrejos, las langostas y otros crustáceos, en 1881 el biólogo evolutivo E. Ray Lankester los colocó sólidamente en un grupo más similar a las arañas y los escorpiones. Desde entonces se ha pensado que los cangrejos herradura eran antepasados ​​de los arácnidos, pero los datos de secuencia molecular siempre han sido lo suficientemente escasos como para arrojar dudas.

Los biólogos evolutivos de la Universidad de Wisconsin-Madison, Jesús Ballesteros y Prashant Sharma, esperan, entonces, que su reciente estudio publicado en la revista Systematic Biology ayude a plantar con firmeza cangrejos herradura antiguos dentro del árbol genealógico de los arácnidos. Al analizar tesoros de datos genéticos y considerar una gran cantidad de formas posibles de examinarlos, los científicos ahora tienen un alto grado de confianza en que los cangrejos herradura pertenecen realmente a los arácnidos.



`` Al demostrar que los cangrejos herradura son parte de la radiación de los arácnidos, en lugar de un linaje estrechamente relacionado pero independiente de los arácnidos, todas las hipótesis anteriores sobre la evolución de los arácnidos deben revisarse '', dice Ballesteros, investigador postdoctoral en el laboratorio de Sharma. 'Es un cambio importante en nuestra comprensión de la evolución de los artrópodos'. Los artrópodos a menudo se consideran los animales más exitosos del planeta, ya que ocupan la tierra, el agua y el cielo e incluyen más de un millón de especies. Esta agrupación incluye insectos, crustáceos y arácnidos.

Los cangrejos herradura han sido difíciles de clasificar dentro de los artrópodos porque el análisis del genoma de los animales ha demostrado repetidamente que están relacionados con arácnidos como arañas, escorpiones, ácaros, garrapatas y criaturas menos conocidas como los pinos. Sin embargo, 'los científicos asumieron que era un error, que había un problema con los datos', dice Ballesteros. Además, los cangrejos herradura poseen una combinación de características físicas observadas entre una variedad de artrópodos. Son de caparazón duro como los cangrejos, pero son los únicos animales marinos que se sabe que respiran con branquias de libros, que se asemejan a los pulmones de libros que usan las arañas y los escorpiones para sobrevivir en la tierra.

Solo cuatro especies de cangrejos herradura están vivos hoy en día, pero el grupo apareció por primera vez en el registro fósil hace unos 450 millones de años, junto con linajes misteriosos y extintos como los escorpiones marinos. Estos fósiles vivientes han sobrevivido a importantes eventos de extinción masiva y hoy su sangre es utilizada por la industria biomédica para analizar la contaminación bacteriana. La edad es solo uno de los problemas inherentes a rastrear su evolución, dicen Ballesteros y Sharma, ya que buscar en el tiempo para encontrar un ancestro común no es fácil de lograr. Y la evidencia del registro fósil y la genética indica que la evolución ocurrió rápidamente entre estos grupos de animales, complicando sus relaciones entre sí.

'Uno de los aspectos más desafiantes de la construcción del árbol de la vida es diferenciar las viejas radiaciones, estas antiguas explosiones de especiación', dice Sharma, profesor de biología integrativa. 'Es difícil de resolver sin grandes cantidades de datos genéticos'.

Incluso entonces, las comparaciones genéticas se vuelven complicadas cuando se analizan las historias de genes que pueden unir o separar especies. Algunos cambios genéticos pueden ser engañosos, sugiriendo relaciones donde no existen o descartando conexiones que sí existen. Esto se debe a fenómenos como la clasificación incompleta del linaje o la transferencia lateral de genes, mediante los cuales no se forman de forma limpia conjuntos de genes a lo largo de la evolución de las especies. Ballesteros probó las complicadas relaciones entre los genes más complicados comparando los genomas completos de tres de las cuatro especies de cangrejos herradura vivos con las secuencias del genoma de otras 50 especies de artrópodos, incluidas pulgas de agua, ciempiés y recolectores.

Utilizando un conjunto complejo de matrices, teniendo cuidado de no introducir sesgos en su análisis, separó minuciosamente los datos. Aún así, sin importar de qué manera Ballesteros realizó su análisis, encontró cangrejos herradura anidados dentro del árbol genealógico de los arácnidos.

Dice que su enfoque sirve como advertencia para otros biólogos evolutivos que pueden inclinarse a seleccionar los datos que parecen más confiables o descartar los que no parecen encajar. Los investigadores podrían, por ejemplo, 'forzar' sus datos a colocar cangrejos herradura entre los crustáceos, dice Sharma, pero no sería exacto. El equipo de investigación probó esto y encontró cientos de genes que soportan árboles incorrectos. Ballesteros anima a otros a someter sus datos evolutivos a este tipo de metodología rigurosa, porque 'la evolución es complicada'.

Por qué los cangrejos herradura son habitantes del agua mientras otros arácnidos colonizaron la tierra sigue siendo una pregunta abierta. Estos animales pertenecen a un grupo llamado Chelicerata, que también incluye arañas marinas. Las arañas marinas son artrópodos marinos como los cangrejos herradura, pero no son arácnidos.

“Lo que concluye el estudio es que la conquista de la tierra por los arácnidos es más compleja que un solo hecho tradicional”, dice Ballesteros. Es posible que el ancestro común de los arácnidos evolucionó en el agua y solo grupos como las arañas y los escorpiones llegaron a la tierra. O un ancestro común pudo haber evolucionado en tierra y luego los cangrejos herradura recolonizaron el mar.

'La gran pregunta que perseguimos es la historia de la terrestrialización', dice Sharma. Para Ballesteros, que ahora está estudiando la evolución de la ceguera en las arañas que viven en las profundidades de las cuevas de Israel, sus motivaciones llegan al corazón de la naturaleza humana.

'Puedo mirar con curiosidad infantil y preguntar:' ¿Cómo surgió toda esta diversidad? ', Dice. 'Es increíble lo que existe, y nunca pensé que tendría el privilegio de poder hacer esto'.

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