五亿多年前动物已进化出发光能力
比之前认知提前近三亿年
科技日报北京4月23日电 (记者张梦然)据美国史密森国家自然历史博物馆科学家的一项新研究,至少5.4亿年前,生物发光首先在一种海洋无脊椎动物中进化出来。23日发表在《英国皇家学会学报B》上的研究结果,将动物身上发光这一特征最早出现的时间提前了近3亿年。
生物发光,也就是生物体通过化学反应产生光的能力。其在自然界中已经独立进化了至少94次,并涉及多种行为,包括伪装、求偶、交流和狩猎。动物发光的最早起源被认为是在大约2.67亿年前的介形类小型海洋甲壳类动物中。
八放珊瑚是一种进化史古老且经常发光的动物群,包括软珊瑚、海扇和海笔。和硬珊瑚一样,八放珊瑚是微小的群居水螅体,它们分泌出一种物质结构来作为"避难所"。但与它们石质亲戚不同的是,这种结构通常是软的。八放珊瑚通常只有在受到碰撞或其他干扰时才会发光。
研究人员于2022年完成了极其详细、以遗传证据为基础的八放珊瑚进化树,绘制了其进化关系或系统发育图。
此次,研究人员根据物理特征将两块已知年龄的八放珊瑚化石放置在进化树内,利用化石年龄和它们在八放珊瑚进化树中各自的位置来粗略测算八放珊瑚谱系何时分裂成两个或更多分支,然后绘制了以活生物发光物种为特征的系统发育分支。
研究人员使用了多种不同统计方法来重建八放珊瑚祖先的状态,最终得出了相同结果:大约5.4亿年前,所有八放珊瑚的共同祖先可能就有了生物发光能力。此前人们认为发光介形类甲壳类动物是动物中最早进化出生物发光的,而八放珊瑚比其早了2.73亿年。
【总编辑圈点】
一种珊瑚为什么会成为生物发光的研究样本?因为八放珊瑚数千个现存代表和较高的生物发光发生率都表明,生物发光在其进化成功中发挥了重要作用。有趣的是,尽管它将生物发光"保留"了这么长时间,但人们至今也不清楚发光的确切目的,只知道这对它们的健康和生存很重要。八放珊瑚一直受到气候变化和资源开采活动的威胁,而今这项研究提供的进化背景和见解,也将有助人们对这些珊瑚的监测和管理。
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