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大约5.4亿年前,一个古老的珊瑚群体发展出了自发光的能力

已有 1105 次阅读 2024-4-24 09:42 |系统分类:海外观察

A magnificent coral Iridogorgia magnispiralis, a deep-sea octocorals that are known to be bioluminescent.

大约5.4亿年前,一个古老的珊瑚群体发展出了自发光的能力。

科学家们之前已经发现生物发光是一种古老的特性——据估计,一群微小的甲壳类动物首次自发光是在2.67亿年前。但这一新发现将生物发光的起源时间进一步推前了约2.7亿年。

“我们不知道它会这么古老,”迈阿密佛罗里达国际大学的进化海洋生物学家丹妮尔·德莱奥说,她领导了这项研究,该研究于4月24日发表在《皇家学会B级会议记录》上。“这个特性被保留了数亿年的事实真正告诉我们,它确实赋予了某种适应性优势。”

生物发光在动物和其他生物中至少独立进化了100次。一些发光物种,如萤火虫,利用它们的光在黑暗中交流。其他动物,包括琵琶鱼,用它作为诱饵吸引猎物,或用来吓跑捕食者。

然而,并不总是清楚的是为什么生物发光会进化。以软体八放珊瑚为例。这些软体生物既存在于浅水区也存在于深海中,并产生一种叫做荧光素酶的酶来分解化学物质以产生光。但是发光的八放珊瑚是否利用它们的光来吸引浮游动物作为猎物,或用于其他目的尚不清楚。

第一道光

为了寻找答案,德莱奥和她的同事们分析了大量的遗传序列数据集和稀少的八放珊瑚化石记录,以重建这些动物的进化历史。然后他们使用计算机模型来确定祖先物种可能具有生物发光的可能性。

该模型显示,所有八放珊瑚的共同祖先——生活在大约5.4亿年前——很可能是生物发光的。这一发现表明,基于荧光素酶的生物荧光可能在早期就已经进化,并且被非发光的古代发光八放珊瑚的后代所丢失。

研究表明,生物发光至少从寒武纪(大约5.4亿至4.85亿年前)开始就已经存在,那时第一批动物物种发展出了眼睛。这很令人惊讶,加州大学圣塔芭芭拉分校的进化生物学家托德·奥克利说,因为生物发光是一个“倾向于在进化时间中闪烁出现和消失”的特性。

荧光素酶只是动物制造光的一种方式。其他生物使用不同的化学反应来获得它们特有的发光。在八放珊瑚的情况下,荧光素酶系统可能是为了产生抗氧化剂而进化的,德莱奥说。后来,反应中的光生成方面可能变得对交流有用。

无论如何,生物发光的深层起源表明,它可能是地球上最古老的交流形式之一,她说。“如果你产生光——无论是否有意——你都在向其他动物发出信号,”她说。“就像,‘嘿!我在这里!’”



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1 郑永军

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