Биолюминесценция впервые появилась у животных не менее 540 миллионов лет назад
Новое исследование учёных из Национального музея естественной истории Смитсоновского института показало, что биолюминесценция впервые эволюционировала у животных не менее 540 миллионов лет назад в группе морских беспозвоночных — октокораллах (мягкие кораллы, морские веера и перья).
Результаты, опубликованные 23 апреля в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, отодвигают предыдущую датировку самого древнего появления этой светящейся черты у животных почти на 300 миллионов лет (ранее рекорд принадлежал мелким ракообразным — остракодам, около 267 млн лет назад).
Биолюминесценция — способность живых существ производить свет посредством химических реакций — независимо эволюционировала в природе как минимум 94 раза и участвует в маскировке, ухаживании, коммуникации и охоте.
Как определяли возраст признака
Исследователи использовали детальное эволюционное дерево (филогению) октокораллов, построенное в 2022 году на основе генетических данных 185 видов.
- В это дерево, основанное на генетических свидетельствах, поместили два октокоралловых ископаемых известного возраста согласно их физическим признакам.
- Затем нанесли на дерево ветви, содержащие ныне живущие биолюминесцентные виды.
- С помощью статистических методов провели реконструкцию предкового состояния, чтобы определить, обладали ли предки современных светящихся видов этой чертой.
Результат: все использованные статистические методы пришли к одному выводу — около 540 миллионов лет назад общий предок всех октокораллов с высокой вероятностью был биолюминесцентным.
Значение и дальнейшие шаги
- Длительное сохранение биолюминесценции у тысяч современных видов октокораллов указывает на её важную роль в эволюционном успехе группы, хотя точная функция света (например, при нарушении покоя) остаётся загадкой.
- Теперь учёные планируют выяснить, какие из более 3000 ныне живущих видов октокоралл сохранили способность светиться, а какие утратили. Это поможет выявить экологические обстоятельства, связанные с биолюминесценцией.
- Для этого разрабатывается генетический тест на наличие функциональных копий гена люциферазы — фермента, участвующего в свечении.
Исследование также предоставляет эволюционный контекст, важный для мониторинга и защиты октокоралл, которым угрожают изменение климата, добыча ресурсов и глубоководная минеральная добыча. Учёты подчёркивают, что будущие работы могут обнаружить ещё более древнее происхождение биолюминесценции в животном мире.