az Első gondolatom, hogy szorosan kapcsolódik a rákok, homár, illetve más, rákfélék, 1881-ben evolúciós biológus E. Ray Lankester helyezte őket szilárdan a csoport több hasonló pókokat, skorpiókat. A patkó rákokat azóta úgy gondolják, hogy az arachnidok ősei, de a molekuláris szekvencia adatai mindig elég ritkák voltak ahhoz, hogy kételkedjenek.

University of Wisconsin-Madison evolúciós biológusok Jesús Ballesteros, valamint Prashant Sharma remélem, hogy a mostani tanulmány a journal Szisztematikus Biológia segít szilárdan növény ősi patkó rákok belül a pók családfáját.

a genetikai adatok elemzésével és számos lehetséges módszer megvizsgálásával a tudósok most nagyfokú bizalommal bírnak abban, hogy a Patkós rákok valóban az arachnidák közé tartoznak.

“azzal, hogy megmutatjuk, hogy a patkó rákok az arachnid sugárzás részét képezik, az arachnidekhez szorosan kapcsolódó, de az arachnidektől független származás helyett minden korábbi hipotézist felül kell vizsgálni” – mondja Ballesteros, A Sharma laboratóriumának posztdoktori kutatója. “Ez jelentős elmozdulás az ízeltlábúak evolúciójának megértésében.”

ízeltlábúak gyakran tekintik a legsikeresebb állatok a bolygón, mivel elfoglalják a földet, a vizet és az eget, és több mint egymillió faj. Ebbe a csoportba tartoznak a rovarok, rákok és pókok.

Patkós rákok már kihívást jelent, hogy osztályozza az ízeltlábúak, mert elemzés az állatok genomja többször kimutatták, hogy kapcsolatban pókok, skorpiók, atkák, kullancsok és kevésbé ismert lények, mint a vinegaroons. Mégis, “a tudósok azt feltételezték, hogy hiba volt, hogy probléma volt az adatokkal” – mondja Ballesteros.

ezenkívül a Patkós rákok a különböző ízeltlábúak körében megfigyelt fizikai jellemzők keverékével rendelkeznek. Ezek kemény héjú, mint a rákok, de az egyetlen tengeri állatok ismert lélegezni könyv kopoltyúk, amelyek hasonlítanak a könyv tüdő pókok és skorpiók használni, hogy túlélje a szárazföldön.

ma csak négy patkó rákfaj él, de a csoport először körülbelül 450 millió évvel ezelőtt jelent meg a fosszilis rekordban, titokzatos, kihalt vonalokkal együtt, mint például a tengeri skorpiók. Ezek az élő kövületek túlélték a tömeges kihalási eseményeket, és ma vérüket az orvosbiológiai ipar használja a bakteriális szennyeződés tesztelésére.

az életkor csak egyike azoknak a problémáknak, amelyek az evolúciójuk nyomon követésében rejlenek, mondjuk Ballesteros és Sharma, mivel az idő múlásával a közös ős megtalálása nem könnyű elérni. A fosszíliákból és genetikából származó bizonyítékok arra utalnak, hogy az evolúció gyorsan lezajlott az állatok ezen csoportjai között, és összeköti őket egymással.

“az életfa építésének egyik legnagyobb kihívást jelentő aspektusa a régi sugárzások megkülönböztetése, ezek az ősi speciációs kitörések” – mondja Sharma, az integratív biológia professzora. “Nehéz megoldani nagy mennyiségű genetikai adat nélkül.”

még akkor is, a genetikai összehasonlítások trükkösvé válnak, amikor megvizsgálják a gének történetét, amelyek egyesíthetik vagy elválaszthatják a fajokat. Néhány genetikai változás félrevezető lehet, olyan kapcsolatokra utal, ahol egyik sem létezik, vagy elutasítja a kapcsolatokat. Ez olyan jelenségeknek köszönhető, mint a nem teljes vonalrendezés vagy az oldalsó génátvitel, amellyel a gének szétválasztása nem tisztán történik a fajok evolúciójában.

a Ballesteros a trükkös gének közötti bonyolult összefüggéseket tesztelte úgy, hogy összehasonlította a négy élő patkó rákfajból három teljes genomját 50 más ízeltlábú faj genomszekvenciájával, beleértve a vízi bolhákat, a százlábúakat és a betakarítókat.

egy összetett mátrixkészletet használva, ügyelve arra, hogy ne vezessen be torzításokat elemzésében, gondosan elrontotta az adatokat. Ennek ellenére, függetlenül attól, hogy Ballesteros milyen módon végezte elemzését,Patkós rákokat talált az arachnid családfán belül.

azt mondja, hogy megközelítése figyelmeztető történetként szolgál más evolúciós biológusok számára, akik hajlamosak lehetnek a legmegbízhatóbbnak tűnő adatok kiválasztására, vagy olyan adatok kidobására, amelyek nem tűnnek megfelelőnek. A kutatók például” kényszeríthetik ” adataikat arra, hogy Patkós rákokat helyezzenek a rákok közé-mondja Sharma, de ez nem lenne pontos. A kutatócsoport ezt kipróbálta, és több száz olyan gént talált, amelyek nem megfelelő fákat támogattak.

A Ballesteros arra ösztönzi másokat, hogy evolúciós adataikat ilyen szigorú módszertannak vessék alá, mert ” az evolúció bonyolult.”

miért patkó rákok vízlakók, míg más pókok gyarmatosított Föld továbbra is nyitott kérdés. Ezek az állatok a Chelicerata nevű csoporthoz tartoznak, amely magában foglalja a tengeri pókokat is. A tengeri pókok tengeri ízeltlábúak, mint a patkó rákok, de nem pókok.

“a tanulmány arra a következtetésre jut, hogy a föld pókok általi meghódítása összetettebb, mint egyetlen hagyomány esemény” – mondja Ballesteros.

lehetséges, hogy a pókok közös őse a vízben fejlődött ki, és csak a pókokhoz és skorpiókhoz hasonló csoportok jutottak el a partra. Vagy, lehet, hogy egy közös ős fejlődött ki a szárazföldön, majd a patkó rákok újrakolonizálták a tengert.

“a nagy kérdés, amelyet követünk, a terrestrializáció története” – mondja Sharma.

Ballesteros számára, aki most tanulmányozza a vakság evolúcióját az izraeli barlangokban mélyen élő pókokban, motivációi az emberi természet szívébe kerülnek.

“gyerekes kíváncsisággal nézhetem meg:” hogyan jött létre ez a sokszínűség?””mondja. “Hihetetlen, ami létezik, és soha nem gondoltam volna, hogy kiváltságom lesz erre.”

a tanulmányt az M. Guyer posztdoktori ösztöndíj finanszírozta, amelyet az IOS-1552610 Nemzeti Tudományos Alapítvány támogatott.