科技日報記者?張夢然
據(jù)美國史密森國家自然歷史博物館科學家的一項新研究，至少5.4億年前，生物發(fā)光首先在一種海洋無脊椎動物中進化出來。23日發(fā)表在《英國皇家學會學報B》上的研究結(jié)果將動物身上發(fā)光這一特征最早出現(xiàn)的時間提前了近3億年。
生物發(fā)光，也就是生物體通過化學反應產(chǎn)生光的能力。其在自然界中已經(jīng)獨立進化了至少94次，并涉及多種行為，包括偽裝、求偶、交流和狩獵。動物發(fā)光的最早起源被認為是在大約2.67億年前的介形類小型海洋甲殼類動物中。
八放珊瑚展示的生物發(fā)光。
圖片來源：松克·約翰森/《英國皇家學會學報B》
八放珊瑚是一種進化史古老且經(jīng)常發(fā)光的動物群，包括軟珊瑚、海扇和海筆。和硬珊瑚一樣，八放珊瑚是微小的群居水螅體，它們分泌出一種物質(zhì)結(jié)構來作為“避難所”。但與它們的石質(zhì)親戚不同的是，這種結(jié)構通常是軟的。八放珊瑚通常只有在受到碰撞或其他干擾時才會發(fā)光。
一種以生物發(fā)光而聞名的深海八放珊瑚Iridogorgia magnispiralis。
圖片來源：NOAA海洋探索與研究辦公室
研究人員于2022年完成了極其詳細、以遺傳證據(jù)為基礎的八放珊瑚進化樹，繪制了其進化關系或系統(tǒng)發(fā)育圖。
此次，研究人員根據(jù)物理特征將兩塊已知年齡的八放珊瑚化石放置在進化樹內(nèi)，利用化石年齡和它們在八放珊瑚進化樹中各自的位置來粗略測算八放珊瑚譜系何時分裂成兩個或更多分支，然后繪制了以活生物發(fā)光物種為特征的系統(tǒng)發(fā)育分支。
研究人員使用了多種不同統(tǒng)計方法來重建八放珊瑚祖先的狀態(tài)，最終得出了相同結(jié)果：大約5.4億年前，所有八放珊瑚的共同祖先可能就有了生物發(fā)光能力。此前人們認為發(fā)光介形類甲殼類動物是動物中最早進化出生物發(fā)光的，而八放珊瑚比其早了2.73億年。
總編輯圈點：
一種珊瑚為什么會成為生物發(fā)光的研究樣本？因為八放珊瑚數(shù)千個現(xiàn)存代表和較高的生物發(fā)光發(fā)生率都表明，生物發(fā)光在其進化成功中發(fā)揮了重要作用。有趣的是，盡管它將生物發(fā)光“保留”了這么長時間，但人們至今也不清楚發(fā)光的確切目的，只知道這對它們的健康和生存很重要。八放珊瑚一直受到氣候變化和資源開采活動的威脅，而今這項研究提供的進化背景和見解，也將有助人們對這些珊瑚的監(jiān)測和管理。
