Wikinews

Głębia oceaniczna mogła być miejscem, gdzie po raz pierwszy pojawiła się bioluminescencja już ponad pół miliarda lat temu

sobota, 4 maja 2024

Dzięki analizie zapisu genetycznego 185 gatunków koralowców ośmiopromiennych odkryto, że mogły one stosować bioluminescencję już na początku epoki kambru, w czasach gdy u pierwszych organizmów wykształcał się zmysł wzroku.

Nauka

Badania z roku 2022 wskazywały, że bioluminescencja mogła pojawić się 267 milionów lat temu u przodków świetlika morskiego (Vargula hilgendorfii). Wyniki badań opublikowane 24 kwietnia 2024 roku w Proceedings of the Royal Society B przesuwają czas pierwszego emitowania światła przez organizm o kolejne 270 milionów lat w przeszłość. Okazuje się, że wspólny przodek koralowców ośmiopromiennych (Octocorallia) mógł ją już stosować 540 milionów lat temu.

Biofluorescencja u tych organizmów wiązała się z wykorzystaniem enzymów lucyferazy. Jej stosowanie mogło z kolei wiązać się początkowo z detoksykacją tlenu, który w tamtym czasie był toksyczny dla wielu organizmów. W kambrze w płytkich wodach zaczęło przybywać tlenu, a w głębinach ciągle panowała anoksja. Wykorzystanie światła do komunikacji stało się efektem ubocznym tego procesu i mogło zbiegać się z kolonizacją przez koralowce głębszych części oceanów. We wczesnym lub środkowym kambrze pojawiły się też fotoreceptory i pierwotne oczy u organizmów zwierzęcych. Pierwotne funkcje emitowania światła nie są pewne. U różnych gatunków stosowane jest ono także w rytuałach godowych i kamuflażu.

Nie mieliśmy pojęcia, że to będzie tak stare. Fakt, że cecha ta utrzymuje się przez setki milionów lat, naprawdę mówi nam, że zapewnia ona pewien rodzaj przewagi w sprawności. W przypadku koralowców ośmiopromiennych system lucyferazy mógł wyewoluować w celu produkcji przeciwutleniacza. Aspekt generowania światła w reakcji stałby się przydatny w komunikacji.

— Danielle DeLeo, kierowniczka zespołu prowadzącego badanie

Zespół, którym kierowała Danielle DeLeo z Florida International University chciał odkryć, kiedy u przedstawicieli Octocorallia pojawiła się bioluminescencja. Gatunki należące do tej podgromady charakteryzują się tym, że żyją na dużych głębokościach, a sporo z nich potrafi emitować światło. Pewnym problemem przy szacowaniu czasu pojawienia się pierwszego organizmu emitującego światło, było to, że bioluminescencja jest cechą, która w ewolucji pojawiała się niezależnie około stu razy i często także zanikała u kolejnych gatunków na drzewie filogenetycznym. Do badań wykorzystano zarówno odłowione okazy koralowców, jak i skamieliny gatunków kopalnych. Odławiania dokonano w wodach w pobliżu japońskiej wyspy Sugashima oraz zdalnie sterowanymi pojazdami podczas wypraw badawczych między 2014 a 2019 rokiem.

Występowanie bioluminescencji u badanych gatunków określano gołym okiem lub dzięki aparatom cyfrowym. Z tego powodu w przypadku wielu taksonów określono jej występowanie jako niepewne. Precyzyjniejszą weryfikację można byłoby prawdopodobnie uzyskać z zastosowaniem odpowiednich fotometrów.

W badaniu uwzględniono zrekonstruowaną filogenezę Octocorallia na podstawie analizy 739 loci u 185 taksonów. Dzięki zastosowaniu modelowania komputerowego, wziąwszy pod uwagę włączanie i wyłączanie bioluminescencji w trakcie ewolucji, wskazano, że przodek wszystkich koralowców ośmiopromiennych był bioluminescencyjny. Jednocześnie określono jego pojawienie się na 542 miliony lat temu (dla 95% przedziału ufności: 463–624 milionów lat temu). Ponieważ do występowania reakcji bioluminescencyjnej potrzebna jest także w organizmie koelenterazyna, nie wiadomo, czy pierwsze koralowce ośmiopromienne same ją syntezowały, czy dostarczana była przez inne organizmy, którymi te koralowce się żywiły.

Nie można wykluczyć, że badane zjawisko pojawiło się wcześniej na Ziemi u glonów i bakterii, jednak trudniej będzie znaleźć materiał kopalny, aby dokonać podobnego szacowania.

Źródła edytuj

Źródło: „https://pl.wikinews.org/w/index.php?title=Głębia_oceaniczna_mogła_być_miejscem,_gdzie_po_raz_pierwszy_pojawiła_się_bioluminescencja_już_ponad_pół_miliarda_lat_temu&oldid=313916”