Primero se pensó que estaba estrechamente relacionado con los cangrejos, langostas y otros crustáceos. En 1881, el biólogo evolutivo E. Ray Lankester los colocó sólidamente en un grupo más similar a las arañas y escorpiones. Desde entonces, se pensó que los cangrejos de herradura eran ancestros de los arácnidos, pero los datos de secuencias moleculares siempre han sido lo suficientemente escasos como para poner en duda.

Los biólogos evolutivos de la Universidad de Wisconsin-Madison Jesús Ballesteros y Prashant Sharma esperan, entonces, que su reciente estudio se publique en la revista. Biología sistemática ayuda a plantar firmemente antiguos cangrejos herradura dentro del árbol genealógico de los arácnidos.

Al analizar las cantidades de datos genéticos y considerar un gran número de formas posibles de examinarlos, los científicos ahora tienen un alto grado de confianza en que los cangrejos de herradura sí pertenecen a los arácnidos.

"Al mostrar que los cangrejos de herradura son parte de la radiación arácnida, en lugar de un linaje estrechamente relacionado con los arácnidos, pero independiente de ellos, todas las hipótesis anteriores sobre la evolución de los arácnidos deben revisarse", dice Ballesteros, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Sharma. "Es un cambio importante en nuestra comprensión de la evolución de los artrópodos".

Los artrópodos a menudo se consideran los animales más exitosos del planeta, ya que ocupan la tierra, el agua y el cielo e incluyen más de un millón de especies. Esta agrupación incluye insectos, crustáceos y arácnidos.

Los cangrejos de herradura han sido difíciles de clasificar dentro de los artrópodos porque el análisis del genoma de los animales ha demostrado repetidamente que están relacionados con arácnidos como arañas, escorpiones, ácaros, garrapatas y criaturas menos conocidas, como el vinagre. Sin embargo, "los científicos asumieron que fue un error, que hubo un problema con los datos", dice Ballesteros.

Además, los cangrejos de herradura poseen una combinación de características físicas observadas entre una variedad de artrópodos. Son de caparazón duro, como los cangrejos, pero son los únicos animales marinos que se sabe que respiran con las branquias de los libros, que se parecen a los pulmones de los libros que las arañas y los escorpiones utilizan para sobrevivir en la tierra.

Solo cuatro especies de cangrejos herradura viven hoy, pero el grupo apareció por primera vez en el registro fósil hace unos 450 millones de años, junto con linajes misteriosos y extintos como los escorpiones de mar. Estos fósiles vivientes han sobrevivido a los principales eventos de extinción en masa y hoy en día su sangre es utilizada por la industria biomédica para detectar la contaminación bacteriana.

La edad es solo uno de los problemas inherentes al seguimiento de su evolución, dicen Ballesteros y Sharma, ya que no es fácil realizar una búsqueda en el tiempo para encontrar un antepasado común. Y la evidencia del registro fósil y la genética indican que la evolución se produjo rápidamente entre estos grupos de animales, lo que complicó sus relaciones entre sí.

"Uno de los aspectos más desafiantes de la construcción del árbol de la vida es diferenciar viejas radiaciones, estas antiguas explosiones de especiación", dice Sharma, profesor de biología integradora. "Es difícil de resolver sin grandes cantidades de datos genéticos".

Incluso entonces, las comparaciones genéticas se vuelven difíciles cuando se analizan las historias de genes que pueden unir o separar especies. Algunos cambios genéticos pueden ser engañosos, sugerir relaciones donde no existen o descartar conexiones que sí lo hacen. Esto se debe a fenómenos como la clasificación incompleta del linaje o la transferencia lateral de genes, por la cual una gran variedad de genes no se hacen de forma limpia a través de la evolución de las especies.

Ballesteros probó las complicadas relaciones entre los genes más difíciles comparando los genomas completos de tres de las cuatro especies de cangrejo herradura con las secuencias genómicas de otras 50 especies de artrópodos, incluidas las pulgas de agua, los ciempiés y los recolectores.

Utilizando un conjunto complejo de matrices, cuidando de no introducir sesgos en su análisis, él bromeó minuciosamente los datos. Aún así, no importa de qué manera Ballesteros realizó su análisis, encontró cangrejos de herradura anidados dentro del árbol genealógico de los arácnidos.

Él dice que su enfoque sirve como una advertencia para otros biólogos evolutivos que pueden estar inclinados a elegir los datos que parecen más confiables, o a descartar datos que no parecen encajar. Los investigadores podrían, por ejemplo, "forzar" sus datos para colocar cangrejos de herradura entre los crustáceos, dice Sharma, pero no sería preciso. El equipo de investigación lo intentó y encontró cientos de genes que soportan árboles incorrectos.

Ballesteros alienta a otros a someter sus datos evolutivos a este tipo de metodología rigurosa, porque "la evolución es complicada".

¿Por qué los cangrejos de herradura son habitantes del agua, mientras que otros arácnidos colonizan la tierra sigue siendo una cuestión abierta? Estos animales pertenecen a un grupo llamado Chelicerata, que también incluye arañas marinas. Las arañas de mar son artrópodos marinos como los cangrejos de herradura, pero no son arácnidos.

"Lo que concluye el estudio es que la conquista de la tierra por parte de los arácnidos es más compleja que un evento de una sola tradición", dice Ballesteros.

Es posible que el ancestro común de los arácnidos evolucionara en el agua y solo grupos como arañas y escorpiones llegaran a tierra. O bien, un ancestro común puede haber evolucionado en tierra y luego los cangrejos de herradura recolonizaron el mar.

"La gran pregunta que buscamos es la historia de la terrestreización", dice Sharma.

Para Ballesteros, que ahora está estudiando la evolución de la ceguera en las arañas que viven en las cuevas de Israel, sus motivaciones llegan al corazón de la naturaleza humana en sí.

"Miro con curiosidad infantil y pregunto: '¿Cómo surgió toda esta diversidad?'", Dice. "Es increíble lo que existe, y nunca pensé que tendría el privilegio de poder hacer esto".

El estudio fue financiado por la beca postdoctoral M. Guyer y apoyado por la beca de la Fundación Nacional de Ciencias IOS-1552610.