První myšlenka být úzce souvisí s kraby, humry a jiné korýše, v roce 1881 evoluční biolog E. Ray Lankester je umístěna pevně ve skupině více podobný pavouky a štíry. Kraby podkovy byly od té doby považovány za předky pavoukovců, ale data molekulární sekvence byla vždy dostatečně řídká, aby zpochybnila.

University of Wisconsin-Madison evoluční biologové Jesús Ballesteros a Prashant Sharma naději, tedy, že jejich nedávné studie zveřejněné v časopise Systematická Biologie pomáhá pevně rostlina starověké podkovy kraby v arachnid rodiny.

analýzou genetických dat a zvážením obrovského počtu možných způsobů, jak je prozkoumat, mají vědci nyní vysoký stupeň jistoty, že kraby podkovy skutečně patří do pavoukovců.

„Tím, že ukazuje, že jsou ostrorepi část pavoukovec záření, místo lineage úzce souvisí, ale nezávislé pavoukovců, všechny předchozí hypotézy o evoluci pavouků je třeba zrevidovat,“ říká Ballesteros, postgraduální výzkumník v Sharma laboratoři. „Je to zásadní posun v našem chápání evoluce členovců.“

členovci jsou často považováni za nejúspěšnější zvířata na planetě, protože zabírají půdu, vodu a oblohu a zahrnují více než milion druhů. Toto seskupení zahrnuje hmyz, korýši a pavoukovce.

Podkovy kraby byly náročné klasifikovat v rámci členovců, protože analýza zvířat genomu opakovaně ukázal týkající se pavouci jako pavouci, štíři, roztoči, klíšťata a méně známé tvory, jako jsou vinegaroons. Přesto „vědci předpokládali, že to byla chyba, že došlo k problému s daty,“ říká Ballesteros.

kromě toho mají kraby podkovy směs fyzikálních vlastností pozorovaných u různých členovců. Jsou hard-shelled, jako jsou krabi, ale jsou pouze mořští živočichové známo, že dýchat s book gills, které se podobají knize plic pavouci a štíři použití přežít na souši.

Pouze čtyři druhy krabů podkovy jsou dnes naživu, ale skupina se poprvé objevil ve fosilním záznamu o 450 miliony lety, společně s tajemnou, vyhynulých linií jako moře scorpions. Tyto živé fosílie přežily velké události hromadného vyhynutí a dnes jejich krev používá biomedicínský průmysl k testování bakteriální kontaminace.

věk je jen jedním z problémů spojených s sledováním jejich vývoje, řekněme Ballesteros a Sharma, protože Hledání času za účelem nalezení společného předka není snadné dosáhnout. A důkazy z fosilního záznamu a genetiky ukazuje vývoj se stalo rychle mezi těmito skupinami zvířat, convoluting jejich vztahy k druhým.

„Jeden z nejnáročnějších aspektů budování stromu života je rozlišování starý záření, tyto dávné výbuchy speciace,“ říká Sharma, profesor integrativní biologie. „Je obtížné vyřešit bez velkého množství genetických dat.“

i tehdy se genetické srovnání stává složitým při pohledu na historii genů, které mohou buď sjednotit, nebo oddělit druhy. Některé genetické změny mohou být zavádějící, navrhovat vztahy, kde žádné neexistují, nebo odmítat spojení, která Ano. To je způsobeno jevy, jako je neúplné třídění řádků nebo laterální přenos genů, při kterém se sortiment genů nevyrábí čistě v evoluci druhů.

Ballesteros testovány složité vztahy mezi geny, nejkomplikovanější porovnáním kompletní genomy ze tří ze čtyř žije ostrorep druhů proti genomu sekvence z 50 další druhy členovců, včetně vodní blechy, stonožky a mužského.

pomocí složité sady matic, přičemž dbal na to, aby ve své analýze nezaváděl předsudky, pečlivě škádlil data od sebe. Přesto, bez ohledu na to, jakým způsobem Ballesteros provedl svou analýzu, našel kraby podkovy vnořené do rodokmenu pavouků.

říká, Že jeho přístup slouží jako odstrašující příklad pro ostatní evoluční biologové, kteří mohou mít sklon vybírat údaje, které se zdají nejspolehlivější, nebo zahodit data, které se nezdají, aby se vešly. Vědci by například mohli „přinutit“ svá data, aby umístili kraby podkovy mezi korýši, říká Sharma, ale nebylo by to přesné. Výzkumný tým to vyzkoušel a našel stovky genů podporujících nesprávné stromy.

Ballesteros vybízí ostatní, aby podrobili své evoluční údaje tomuto druhu přísné metodologie, protože “ evoluce je komplikovaná.“

proč jsou kraby podkovy obyvateli vody, zatímco ostatní pavoukovci kolonizovali zemi, zůstává otevřenou otázkou. Tato zvířata patří do skupiny zvané Chelicerata, která zahrnuje také mořské pavouky. Mořští pavouci jsou mořští členovci jako Krabi podkovy, ale nejsou pavoukovci.

„studie dospěla k závěru, že dobytí země pavoukovci je složitější než jediná tradiční událost,“ říká Ballesteros.

je možné, že společný předek pavoukovců se vyvinul ve vodě a pouze skupiny jako pavouci a štíři se dostali na pevninu. Nebo, společný předek se mohl vyvinout na souši a poté kraby podkovy rekolonizovaly moře.

„velkou otázkou, kterou hledáme, je historie terrestrializace,“ říká Sharma.

Pro Ballesteros, který nyní studuje vývoj slepoty v pavouci žijící hluboko v jeskyních v Izraeli, jeho motivace dostat se do srdce samotné lidské přirozenosti.

„dívám se s dětskou zvědavostí a ptám se:“ jak se celá tato rozmanitost stala?“říká. „Je neuvěřitelné, co existuje, a nikdy jsem si nemyslel, že budu mít tu čest, abych to mohl udělat.““

studie byla financována Postdoktorandským společenstvím m. Guyera a podporována grantem Národní vědecké nadace IOS-1552610.