Analiza filogenetyczna sekwencji genów cytochromu B przeprowadzona przez Andrew Martina i Gavina Naylora w 1997 roku wykazała, że takson ten jest najbliżej spokrewniony z Alopias pelagicus i A. vulpinus, choć badania przeprowadzone przez Naylora i współpracowników w 2012 roku ukazują, że Megachasma jest jednym z bardziej prymitywnych przedstawicieli Lamniformes, najbliżej spokrewnionym z Odontaspis ferox, O. noronhai, Pseudocarcharias kamoharai i Alopias superciliosus.
Sun Kim w 2010 roku, w pracy dotyczącej morfologii i ewolucji płetw ogonowych u lamnokształtnych, wykazał na podstawie molekularnej analizy filogenetycznej, że M. pelagios jest taksonem siostrzanym z P. kamoharai i tworzy wraz z nim i gatunkami z rodzajów Alopias i Odontaspis wspólny klad. Badanie filogenetyczne na podstawie cech morfologicznych wykazało bliższe pokrewieństwo z Alopias, niż z Pseudocarcharias. Wyniki te wskazują, że cechy takie jak podobieństwo w sposobie pobierania i filtracji pokarmu oraz wytworzenie wyrostków filtracyjnych na łukach skrzelowych występujących zarówno u długoszpara, jak i rekina wielkogębowego, powstały w wyniku ewolucji konwergentnej.