Анализируя генетические данные и рассматривая огромное количество возможных способов их изучения, ученые теперь имеют высокую степень уверенности в том, что подковообразные крабы действительно принадлежат к паукообразным.
Исследователи из Университета Висконсина-Мэдисон использовали надежный генетический анализ, чтобы продемонстрировать, что подковообразные крабы - родственники пауков и клещей.
Поначалу они считались тесно связанными с крабами, омарами и другими ракообразными. В 1881 году эволюционный биолог Э. Рэй Ланкестер поместил их в группу, более похожую на пауков. С тех пор считается, что подковообразные крабы являются предками паукообразных, но данные молекулярной последовательности всегда были достаточно скудны, чтобы вызвать сомнения.
Эволюционные биологи из Университета Висконсина-Мэдисон надеются, что их недавнее исследование поможет прочно поместить древних подковообразных крабов в семейное древо паукообразных.
Анализируя генетические данные и рассматривая огромное количество возможных способов их изучения, ученые теперь имеют высокую степень уверенности в том, что подковообразные крабы действительно принадлежат к паукообразным.
Показывая, что подковообразные крабы являются частью излучения паукообразных, все предыдущие гипотезы об эволюции паукообразных должны быть пересмотрены, считают исследователи. Это серьезный сдвиг в понимании эволюции членистоногих.
Членистоногие часто считаются самыми успешными животными на планете, так как они занимают землю, воду и небо и включают в себя более миллиона видов. К этой группе относятся насекомые, ракообразные и паукообразные.
Подковообразных крабов было трудно классифицировать в членистоногих, потому что анализ генома животных неоднократно показывал, что они связаны с паукообразными, такими как пауки и клещи. Тем не менее, ученые предположили, что это была ошибка, проблема с данными.
Кроме того, подковообразные крабы обладают сочетанием физических характеристик, наблюдаемых среди различных членистоногих. Они с твердой оболочкой, как крабы, но только морские животные, как известно, дышат жабрами.
Только четыре вида подковообразных крабов живы сегодня, но группа впервые появилась в ископаемой летописи около 450 миллионов лет назад вместе с таинственными, вымершими родословными, такими как морские скорпионы. Эти живые окаменелости пережили основные события массового вымирания, и сегодня их кровь используется биомедицинской промышленностью для тестирования на бактериальное загрязнение.
Возраст - это только одна из проблем, присущих отслеживанию их эволюции, поскольку поиск назад во времени, чтобы найти общего предка, нелегко выполнить. И данные окаменелостей и генетики указывают на то, что эволюция произошла быстро среди этих групп животных, запутывая их отношения друг с другом.
Одним из самых сложных аспектов построения древа жизни является дифференциация старых излучений этих древних всплесков видообразования. Трудно находить ответы без больших объемов генетических данных.
Даже тогда генетические сравнения становятся сложными при рассмотрении истории генов, которые могут объединять или разделять виды. Некоторые генетические изменения могут вводить в заблуждение, предполагая отношения там, где их нет, или отвергая связи, которые существуют. Это связано с такими явлениями, как неполная сортировка по родословной или латеральный перенос генов, в результате которого сортировка генов не производится чисто в ходе эволюции видов.
Исследователи проверили сложные отношения между самыми сложными генами, сравнив полные геномы трех из четырех живых видов подковообразных крабов с последовательностями генома 50 других видов членистоногих, включая водяных блох, сороконожек и жнецов.
Используя сложный набор матриц, стараясь не вводить предубеждения в свой анализ, они кропотливо разбирали данные. Тем не менее, независимо от того, как ученые провели свой анализ, они нашли подковообразных крабов, гнездящихся в генеалогическом древе паукообразных.
По мнению ученых, их подход служит предостережением для других эволюционных биологов, которые могут быть склонны выбирать данные, которые кажутся наиболее надежными, или выбрасывать данные, которые, как кажется, не подходят.
Исследователи призывают своих коллег подвергать эволюционные данные строгой методологии, потому что эволюция сложна.
Почему подковообразные крабы являются обитателями воды, в то время как другие арахниды колонизировали Землю, остается открытым вопросом. Эти животные принадлежат к группе Chelicerata, которая также включает в себя морских пауков. Морские пауки - морские членистоногие, как подковообразные крабы, но они не паукообразные.
Исследование приходит к выводу, что завоевание Земли арахнидами является более сложным, чем одно традиционное событие.
Возможно, общий предок паукообразных эволюционировал в воде, и только такие группы, как пауки, добрались до земли. Или общий предок, возможно, эволюционировал на земле, а затем колонизировал море.
