Геномный анализ переворачивает гипотезу о происхождении свечения светлячков

Новое исследование опровергло ведущую гипотезу о происхождении биолюминесценции у светлячков (семейство Lampyridae). Ранее считалось, что яркий свет сначала эволюционировал как предупреждающий сигнал для хищников о токсичности насекомых, а позже был "перепрофилирован" для привлечения партнёров. Это объясняло бы свечение яиц, личинок и куколок.

Команда Ин Чжэнь проверила эту гипотезу, построив филогенетическое древо светлячков и проследив эволюцию токсичных соединений — люцибуфагинов.

Методы исследования:

• Собраны свежие образцы 16 видов Lampyridae из разных регионов Китая и 2 родственных вида.
• Проанализированы существующие коллекции и генетические данные.
• В сумме использованы геномные данные 41 вида.
• Присутствие люцибуфагинов определяли с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии.

Ключевой результат:

Люцибуфагины обнаружены только в одном подсемействе светлячков, в то время как биолюминесценция распространена по всему семейству. Это убедительно свидетельствует, что токсин эволюционировал после появления свечения.

Новая гипотеза о причине свечения:

Субстрат свечения светлячков, люциферин, обладает антиоксидантными свойствами. Предки светлячков эволюционировали и диверсифицировались в период, когда уровень атмосферного кислорода повышался после тоарского аноксического события.

Авторы отмечают, что у светящихся многоножек биолюминесценция, вероятно, тоже сначала возникла для борьбы с окислительным стрессом в жаркой, сухой среде, и предполагают, что светлячки могли пойти по аналогичному пути.