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Clasificación del cangrejo de herradura

Área: Biología,Genética — domingo, 10 de marzo de 2019

Colocan firmemente al cangrejo de herradura dentro de la clase de los arácnidos, junto a arañas, garrapatas, ácaros y escorpiones.

Foto

Hay seres vivos fascinantes que han estado entre nosotros, casi sin cambiar, durante cientos de millones de años.

Una de esas criaturas es el cangrejo de herradura, que ha permanecido en este planeta durante más 440 millones de años y ha sobrevivido a las cinco grandes extinciones masivas. En la actualidad hay cuatro especies de este cangrejo, la especie atlántica o Limulus polyphemus es la más conocida. La única especie que el que esto escribe conoce es una especie asiática, que estaba representada por unos ejemplares vivos que esperaban su turno para ser comidos en el acuario de un restaurante cercano a la costa vietnamita.

Pese a su nombre, no se trata de un cangrejo, sino que está más emparentada con las arañas y escorpiones que con los cangrejos que se añaden a la paella.

Estos artrópodos en peligro de extinción tienen 12 patas, de las que dos son tenazas para manipular alimentos. Estas criaturas viven hasta 25 años, poseen diez ojos y su «sangre», o más bien hemolinfa, se usa en Medicina. Su hemolinfa contiene una enzima que provoca una coagulación rápida en respuesta a la presencia de bacterias infecciosas. Esto es usado para analizar la contaminación de vacunas, herramientas quirúrgicas y dispositivos médicos. La sangre de estos seres ha salvado de la muerte por infección a un número incalculable de humanos.

Esta hemolinfa no contiene la hemoglobina de los vertebrados, la conocida hemoproteína que posee cuatro átomos de hierro, sino hemocianina, que es una molécula que contiene dos átomos de cobre y que hace las funciones de transporte del oxígeno. La hemocianina es incolora cuando no transporta este oxígeno, pero se vuelve azul oscuro cuando sí lo transporta o cuando el animal sangra y la hemolinfa es expuesta al aire.

La industria basada en la extracción de la hemolinfa de esos seres podría ser una de las causas por las que el cangrejo herradura, después de más de 440 millones de años, está en peligro de extinción. Pese a que la extracción en sí no mata a los cangrejos, algunos mueren accidentalmente. Además, tras ser secuestrados, desangrados y transportados, muchos ejemplares se quedan debilitados y terminan muriendo. Pero el cambio climático y la destrucción y explotación de los ecosistemas que el ser humano está llevando a cabo tiene que contribuir a ese aciago destino de extinción. Esto incluiría su consumo aberrante como comida por parte de humanos, que se reduce a comerse sus huevas.

Ya en el siglo XIX, el biólogo evolucionista E. Ray Lankester clasificó al cangrejo de herradura dentro de un grupo más similar a los escorpiones y arácnidos que a los crustáceos. Desde entonces se ha creído que era el antepasado de los arácnidos, pero los análisis genéticos hacían dudar de esta idea.

Ahora, Jesús Ballesteros y Prashant Sharma (ambos de University of Wisconsin-Madison) publican un estudio en el que pretenden solventar las dudas al respecto de la clasificación de estos seres. Lo han colocado firmemente dentro de la clase de los arácnidos, junto a arañas, garrapatas, ácaros y escorpiones.

«Mediante la revelación de que los cangrejos de herradura son parte de la radiación de los arácnidos, en lugar de ser un linaje cercanamente emparentado pero independiente de los arácnidos, todas las hipótesis previas sobre la evolución de los arácnidos necesitan ser revisadas. Es un gran desplazamiento en nuestra comprensión de la evolución de los artrópodos», dice Ballesteros.

Los artrópodos son considerados los animales más exitosos de este mundo desde que ocuparon tierra firme, las aguas y el aire. Incluye millones de especies y agrupa a insectos, crustáceos y arácnidos.

Ha sido difícil de clasificar a los cangrejos de herradura dentro de los artrópodos porque mientras que el análisis de su genoma indicaba repetidamente que estaba relacionado con arañas, escorpiones, vinagrones (Uropygi), ácaros y garrapatas, los científicos del ramo se empeñaban en decir que era un error.

Este empeño se debía a que estos seres poseen una serie de características físicas mixtas que están en varios artrópodos. Limulus tiene una concha sólida como muchos crustáceos, pero su sistema de respiración se parece al de animales de tierra firme como arañas y escorpiones, pese a vivir en el mar.

De todos modos, retroceder en el tiempo para encontrar el antepasado común a ciertas especies no es una tarea sencilla. Más en este caso, cuando el registro fósil muestra que la radiación evolutiva en este grupo de seres vivos fue muy abrupta y coevolucionaron durante un tiempo.

«Uno de los grandes aspectos más desafiantes de reconstruir al árbol de la vida es la de diferenciar radiaciones antiguas, estas explosiones en la especiación. Es difícil de resolver sin el uso de grandes cantidades de datos genéticos», dice Sharma.

Incluso cuando se poseen esos datos, la comparación entre los distintos genomas es complicada cuando se miran las historias de los genes que pueden pueden unir o separar especies. Algunos cambios genéticos pueden ser engañosos, lo que sugiere relaciones donde no hay o descarta conexiones que realmente hay.

Estos investigadores analizaron las complicadas relaciones entre los genes más complicados mediante la comparación de los genomas completos de las cuatro especies de cangrejos de herradura contra los genomas de 50 especies de artrópodos, que incluían a opiliones, ciempiés o a las pulgas de agua. Para ello usaron un complejo sistema matemático y tuvieron cuidado de no introducir sesgos en su análisis.

Siempre llegaban a la misma conclusión de que los cangrejos de herradura estaban dentro de los arácnidos.

La razón por la que los cangrejos de herradura viven en el agua y el resto de los arácnidos en tierra firme es una cuestión abierta que necesita ser estudiada. Es posible que el ancestro común de los arácnidos evolucionara en el agua y sólo el grupo de las arañas y escorpiones colonizaran tierra firme. O puede que el ancestro común evolucionara en tierra firme y el cangrejo de herradura recolonizara el agua al igual que hicieran las ballenas mucho más tarde.

«Lo que este estudio concluye es que la conquista de tierra firme por parte de los arácnidos es más compleja que un único evento», dice Ballesteros. Las motivaciones de este científico detrás de este tipo de investigación reside en el corazón de la naturaleza humana. «Miro con la curiosidad de un niño y me pregunto ‘¿Cómo pudo aparecer toda esta diversidad?’ Es increíble que exista y nunca pensé que fuera a tener el privilegio de ser capaz de hacer esto», añade.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Cangrejos herradura y viajes espaciales.
Encuentran fósil muy antiguo de cangrejo de herradura.
Encuentran un antepasado de Limulus.
Foto: Jesús Ballesteros.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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10 Comentarios

  1. Dr.Thriller:

    A mí siempre me llamó la atención su caparazón. Es tal cual un escudo, es una estructura que no conozco en ningún otro animal (aparte que es un segmento, creo). Otra característica no comentada es que puede regenerar miembros perdidos.

  2. tomás:

    Creo que en los cefalópodos también su sangre es hemocianina -y en algunos otros animales-. Entonces ¿por qué usar solo la del cangrejo de herradura si se está extinguiendo? Supongo que tendrá algunas propiedades especiales. Asombroso me parece que se usen como alimento sus huevas, porque es la mejor forma de cargarse una especie. Nos lo comemos todo y somos demasiados en el festín. Lo que ha sobrevivido a varias extinciones nos lo estamos cargando ya y asistimos como indiferentes a ello. De pena.

  3. RicardM:

    En el sistema lacustre de la región de Banyoles, en Catalunya, existe un crustaceo llamado popularmente «tortugeta» que, siendo mucho más pequeño que límulus, tiene un enorme parecido. Esta clasificado como braquiópodo, como las artemias y las pulgas de agua, y se estima una antiguedad de 200 millones de años. Me pregunto si no estará emparentado con los límulus.

    Amigo Tomás, La hemolifa de límulus se utiliza en el test LAL (Limulus amebocyte lysate) para determinar la existencia de endotoxinas bacterianas en medicamentos por vía sistémica. En concreto se utiliza, como su nombre indica, un lisado de amebocitos de la linfa. Este lisado coagula en presencia de muy pequeñas cantidades de endotoxina. Se cree que al cangrejo le sirve para contener infecciones. Como es un test muy barato (hasta ahora) se utiliza como control estándar en medicamentos inyectables.

    Verdaderamente, aún tratándose de invertebrados, las imágenes de la recolección de hemolinfa de limulus son bastante desagradables (por decirlo con suavidad). Están disponibles en Internet.

    En 2016 parece que la farmacopea Europea ha aprobado un test que emplea un factor de coagulación similar pero sintético. Esperemos que el nuevo test sea pronto una alternativa real al uso de limulus y evitemos así su extinción.

    Saludos cordiales

  4. RicardM:

    Hace muchos años yo personalmente realicé varios test LAL. A una solución de lisado se añadia la solución que se quería comprobar y se miraba la coagulación simplemente dándole la vuelta al tubo de ensayo. La cantidad de endotoxinas se podía estimar en base al tiempo de coagulación. Hoy en dia se emplean métodos automáticos muy precisos. He de decir que el método es extremadamente sensible y se empezó a utilizar como alternativa in vitro al test de pirógenos en conejo.

  5. tomás:

    Muy estimat RicardM: tenía conocimiento de lo que dices en tu primer comentario, pero sin -ni mucho menos- la proximidad y profundidad con la que tú puedes describirlo. Será estupendo que se logre alguna alternativa a ese test.

    En cuanto a la «tortugueta» de Banyoles, sería extraordinario si no está descrita. Conozco que existe allí la «tortuga d´estany» que es una de las muchas especies de tortuga (reptil) que existen, y que nada tiene que ver con la que mencionas. Sería fabuloso que perteneciese más o menos a esa familia o, al género limulus y que no se hubiese -como digo- descrito. Podrías hacerlo tu. Sería fabuloso. Ya me dirás.
    Un fuerte abrazo.

  6. Miguel Ángel:

    Muy buena contribución, querido RicardM. Espero que sea ésta la tortugueta en cuestión, y ya te adelanto, querido Tomás, que es espectacular:

    https://metode.cat/revistes-metode/article/fossil-vivent-nostra-fauna.html

    Abrazos.

  7. tomás:

    Muchas gracias, Miguel, por sacarme de mi humana -y por mí representada- ignorancia respecto a la que supuse tan desconocido «Triop». Ciertamente se parece muchísimo al Limulus, y la cuestión reproductiva se las trae.
    ¡Aconsejar a RicardM que la describiera! ¡Vaya metedura de pata!
    Pero me perdono pues lo dicho, escrito está y ya no tiene remedio.
    Un fuerte abrazo.

  8. RicardM:

    Miguel Angel, gracias por el link. Muy interesante. Se dice en el artículo que triops se parece externamente a la «Cacerola de las Molucas», otra manera de denominar al Limulus. En la Wiki se dice que el triops esta estrechamente emparentado con los extintos trilobites.

    De este año no pasa que intento verlo in situ.

    Un abrazo.

  9. Miguel Ángel:

    Los triops son capaces de volver al estado embrionario cuando las condiciones son adversas, en un estado de semimuerte que llamamos diapausa. En ese estado pueden llegar a resistir centenas de años y es una de las claves de que lleven existiendo tanto tiempo.
    Comparten esa capacidad con las artemias, que pueden resistir centenas de años a la desecación en forma de quistes. Cuando vuelve a haber agua, los nauplios se desarrollan en menos de 24 horas y maduran rapidísimo (a los 10 o 12 días, ya son capaces de reproducirse). Las artemias tiene también una capacidad sorprendente de adaptarse a distintas concentraciones de salinidad y pH.

  10. tomás:

    Veo, Miguel, que eres un acuarófilo supercientífico: que dominas el tema, vaya, sin la menor duda.
    Un fuerte abrazo.

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