by Kelly April Tyrrell , University of Wisconsin-Madison
Blue-blooded and armored with 10 spindly legs, horseshoe crabs have perhaps always seemed a bit out of place.
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First thought to be closely related to crabs, lobsters and other crustaceans, in 1881 evolutionary biologist E. Ray Lankester placed them solidly in a group more similar to spiders and scorpions.
ウィスコンシン大学マディソン校の進化生物学者である Jesús Ballesteros と Prashant Sharma は、Systematic Biology 誌に発表された最近の研究が、古代のカブトガニをクモ科の木にしっかりと組み込む一助となることを期待しています。
膨大な数の遺伝子データを分析し、膨大な数の検討方法を検討することによって、科学者たちは現在、カブトガニが本当にクモ形類に属するという高い確信を持っています。
「カブトガニがクモ形類に近いが独立した系統ではなく、クモ形類の放射の一部であるということを示して、クモの進化に関する以前の仮説はすべて修正されなければならない」と、シャルマの研究室の博士研究員のバレステロスは述べています。 「節足動物の進化に関する私たちの理解に大きな変化をもたらすものです」
節足動物は、陸、水、空を占め、100万種以上を含むため、地球上で最も成功した動物とみなされることが多いのです。 このグループには、昆虫、甲殻類、クモ類が含まれます。
カブトガニは、動物のゲノムの分析により、クモ、サソリ、ダニ、ダニなどのクモ類や、酢豚などのあまり知られていない生物との関連が繰り返し示されており、節足動物内での分類に挑戦してきました。
さらに、カブトガニは、さまざまな節足動物の間で観察される身体的特徴を併せ持っています。
現在、カブトガニはわずか 4 種しか生息していませんが、このグループが初めて化石記録に現れたのは約 4 億 5000 万年前で、ウミサソリなどの謎の絶滅した系統と一緒でした。
共通の祖先を見つけるために時間をさかのぼることは容易ではないため、年齢はカブトガニの進化をたどる上で固有の問題のひとつに過ぎない、と Ballesteros と Sharma は述べています。
「生命の木を構築する上で最も困難なことのひとつは、古い放射性物質、つまり種分化の古代の爆発を区別することです」と、統合生物学の教授であるシャーマ氏は言います。 「
それでも、種を統合したり分離したりする遺伝子の歴史を見るとき、遺伝子の比較は厄介なものになります。 一部の遺伝的変化は、誤解を招く可能性があり、関係が存在しないのに関係を示唆したり、関係があるのに否定したりします。 これは、不完全な系統分類や横方向の遺伝子移動などの現象に起因する。この現象によって、種の進化にわたって遺伝子の詰め合わせがきれいに行われることはないのだ。
Ballesteros氏は、現存する4種のカブトガニのうち3種の完全なゲノムを、ミジンコ、ムカデ、ヤスデなど、他の50種の節足動物のゲノム配列と比較し、最も厄介な遺伝子間の複雑な関係を検証しました。
分析に偏りが出ないように注意しながら複雑な行列を使用し、彼はデータを慎重に分割していきました。
複雑なマトリックスを使って、分析にバイアスがかからないように注意しながら、彼はデータを丹念に分解しました。それでも、どのように分析を行ったとしても、カブトガニがクモの巣の中に入っていることがわかりました。 例えば、カブトガニを甲殻類の仲間に入れるようデータを「強制」することは可能だが、それでは正確ではない。
バレステロス氏は、「進化は複雑である」ため、進化データをこのような厳密な方法論に委ねるよう、他の研究者に奨励しています。 これらの動物は、ウミグモも含む Chelicerata と呼ばれるグループに属しています。
「この研究が結論づけたのは、クモ類による陸地の征服は、単一の伝統的な出来事よりも複雑であるということです」と、Ballesteros 氏は言います。
「私たちが追求している大きな疑問は、陸上化の歴史です」とシャーマは言います。
現在、イスラエルの洞窟の奥深くに住むクモの失明の進化を研究しているバレステロス氏にとって、その動機は人間の本質そのものに迫ります。
「子供のような好奇心で見て、『この多様性はどうやって生まれたのだろう』と問うことができるのです」と彼は言います。
「子供のような好奇心で見て、『どうしてこのような多様性が生まれたのか』と問うことができます。