威斯康辛大学麦迪逊分校的博士后Jesús Ballesteros托着一只小马蹄蟹。
一只躲在鸡蛋盒里的蝎子。
Prashant Sharma展示了从南极洲深海中发现的一只保存完好的海蜘蛛。
鲎 (hòu)，俗称马蹄蟹，身披铠甲、血液为蓝色、有10条细长的腿，总会让人觉得有那么一点古怪。
1881年，进化生物学家E. Ray Lankester最先认为马蹄蟹与螃蟹、龙虾和其他甲壳类动物关系密切，并坚定地将其与蜘蛛和蝎子归为一类。因此，马蹄蟹被认为是蛛形纲动物的祖先，但由于分子证据实在缺乏，以至马蹄蟹的分类地位令人怀疑。
美国威斯康星大学麦迪逊分校的进化生物学家Jesus Ballesteros和Prashant Sharma通过分析大量的遗传数据，并运用大量可能的方法进行检验，证实了马蹄蟹确实属于蛛形纲动物，该结果最近发表在《系统生物学》杂志上。
Sharma实验室的博士后Ballesteros说：“由于证实了马蹄蟹是蛛形纲动物辐射进化的一部分，而不是一个与蛛形纲动物近缘却相独立的支系，之前所有关于蛛形纲动物进化的假说都需要修正，我们对节肢动物进化的理解有了重大转变。”
节肢动物通常被认为是地球上最成功的动物类群，因为该类群具有100多万个物种，它们上天、入地、下水无所不能，包括了昆虫、甲壳类动物和蛛形纲动物等。
马蹄蟹在节肢动物中的分类地位一直具有争议，基因组分析多次显示它们与蜘蛛、蝎子、螨虫、扁虱等动物关系很近。然而，“科学家认为这是一个错误结论，因为数据有问题。”Ballesteros说。此外，马蹄蟹具有多种节肢动物的身体特征。它们有着和螃蟹一样的硬壳，也有类似于蜘蛛和蝎子等陆生动物所具有的书鳃。
根据化石记录，马蹄蟹这个类群最早出现在4.5亿年前，与神秘的、已灭绝的海蝎子等物种生活在同一时期。然而，只有4种马蹄蟹在大灭绝事件中幸存并繁衍至今，它们的血液被生物医学行业用来检测细菌污染。
Ballesteros和Sharma说，时代只是追溯他们进化过程中内在的困难之一，因为寻找共同的祖先并不容易。来自化石记录和遗传学的证据表明，这些动物类群的进化速率之快，以至它们相互之间的关系错综复杂。
“构建生命之树最具挑战性的一个方面是分辨辐射进化和这些古老的物种爆发。”整合生物学教授Sharma说，“没有大量的遗传数据，很难解决这个问题。”
即便如此，在研究既能结合又能分离物种的基因历史时，遗传比较也变得棘手起来。有些遗传变化可能会误导我们，显示出根本不存在的关系，或者漏掉原本存在的联系。这是由于不完全谱系分类或侧向基因转移等现象造成的，在物种的进化过程中，基因的分类并不是很清晰。
Ballesteros通过比较3种现生马蹄蟹的全基因组与其他50种节肢动物(包括水蚤、蜈蚣和盲蛛等)的基因组序列，检测了最棘手基因之间的复杂关系。他使用一组复杂的矩阵，小心翼翼地避免在分析中引入偏差，尽量将数据分开。无论Ballesteros以何种方式进行分析，结果都显示马蹄蟹嵌套在蛛形纲的谱系中。
为什么马蹄蟹是水栖动物，而其他蛛形纲动物在陆地上定居，仍然是一个悬而未决的问题。有可能蛛形纲动物的共同祖先是在水中进化而来的，只有蜘蛛和蝎子这样的类群进化登陆了。或者，共同祖先可能先出现在陆地上，而马蹄蟹在海洋中重新拓殖。
编译：灯丝 审稿：西莫 责编：张梦
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