В коралови вкаменелости, търсене на първото сияние на биолуминесценция
Биолуминесценцията се използва в цялото животинско царство, особено в морската среда, за примамване на плячка, стряскане на хищници и дори да действа като камуфлаж в околната светлина.
„Винаги казваме, че светлината е ограничена в дълбокото море, но има много организми, които произвеждат собствена светлина“, каза Андреа Куатрини, зоолог в Националния природонаучен музей Смитсониън във Вашингтон.
Ослепителният блясък на биолуминесценцията е често срещан при Octocorallia, известни също като octocorals, клас от над 3000 вида Anthozoa включително морски ветрила, морски химикалки и меки корали. Разпространението на биолуминесценцията при тези заседнали животни има много смисъл, каза д-р Куатрини: „Те се заселват някъде и са там.“
Колко време съществуват организмите способността да излъчва светлина е в центъра на последните изследвания на д-р Куатрини и колеги. Последното им проучване, публикувано във вторник в списанието Proceedings of the Royal Society B, връща времето за появата на биолуминесценцията назад до преди около 540 милиона години, от съществуващото разбиране, че се е появило в малките морски ракообразни преди 267 милиона години. p>еволюира почти 100 пъти в историята, причинена от проста химическа реакция, когато произвеждаща светлина молекула, наречена луциферин, реагира с ензим, наречен луцифераза.
„Тази способност биолуминесценцията дава на тези животни някакъв вид предимство за оцеляване или фитнес“, каза Даниел ДеЛео, водещ автор на изследването и биолог, свързан с Международния университет на Флорида и Националния природонаучен музей Смитсониън.
дълбоководни скариди, които бълва биолуминесцентно повръщане — и от години се интересува кога за първи път се е появила тази основна, но зашеметяваща форма на комуникация.Подготвяйки сцената за отговор на този въпрос, през 2022 г. д-р. Куатрини и нейният бивш съветник Катрин Макфадън от колежа Харви Мъд в Калифорния, която също е автор на новото изследване, преразгледаха октокоралното дърво на живота въз основа на нови генетични данни.
В новото проучване изследователите включиха датирани октокорални вкаменелости, за да определят кога клоните на дървото се разминават.
След това те събраха данни за наличието или отсъствието на биолуминесценция като възможно най-много от тези видове, дърпайки се от предишни изследвания, както и от продължаващата им работа. Оттам те използваха серия от статистически модели, за да работят назад във времето, в продължение на стотици милиони години, за да изчислят вероятността за биолуминесценция за всеки общ предшественик на дървото.
преди или в началото на камбрийската експлозия , когато се появиха огромен брой нови, по-сложни видове.„Усещането за светлина вече е еволюирало дотогава“, но не съвсем под формата на очи, каза Елена Болати, морски биолог от университета в Копенхаген, който не е участвал в проучването. „Хищниците също не са били често срещани преди камбрийската експлозия“, добави тя, „така че това има интересни последици по отношение на първоначалната функция на биолуминесценцията.“
Тази работа дава подкрепа към дългогодишна теория, че – тъй като химическата реакция, която е в основата на биолуминесценцията, изразходва кислород – биолуминесценцията първо се е развила като защитен механизъм срещу производството на опасни молекули, съдържащи кислород, наречени свободни радикали. Светенето може просто да е било страничен продукт, но, както се оказа, полезен.
„Можете да се погрижите за кислорода и можете да направите светлина и може би можете да възпирате хищници или привличане на плячка и тогава ще имате успех в бъдещите поколения,” каза д-р Куатрини.
Сега изследователите са фокусирани върху генетичен тест, който, използвайки само малко парче тъкан, ще оцени дали ензимът луцифераза на животно е функционален, индикатор, че може да биолуминесцира. Тази техника ще премахне необходимостта от събиране на цяла октокорална колония, за да се тества физически дали свети, каза д-р ДеЛео, помагайки за защитата на тези същества от потенциалните заплахи от сондиране на петрол, риболов и други антропогенни опасности.
