La bioluminiscencia puede haber evolucionado 300 millones de años antes de lo que los científicos pensaban

Muchos organismos marinos, incluidos gusanos de maralguno Medusa, encurtidos de mary más–puede emitir Brillo etéreo a través de un proceso llamado bioluminiscencia.. Los orígenes evolutivos de este La producción de luz sigue siendo un misterio., pero un equipo internacional de científicos ha descubierto que la bioluminiscencia puede haber evolucionado por primera vez en un grupo de invertebrados marinos llamados octocorales hace al menos 540 millones de años, casi 300 millones de años antes de lo que se creía anteriormente. Esta nueva línea de tiempo podría ayudar a los científicos a desentrañar bioluminiscenciaLa historia del origen. Los hallazgos se detallan en un estudio publicado el 23 de abril en la revista Actas de la Royal Society B.

¿Qué es la bioluminiscencia?

Organismos bioluminiscentes producir luz a través de reacciones químicas. Esta capacidad ha evolucionado de forma independiente. al menos 94 veces en la naturaleza. La bioluminiscencia está involucrada en múltiples comportamientos animales, incluida la comunicación, el cortejo, el camuflaje y la caza. Luciérnagas, luciérnagas e incluso algunas especies de hongos. en la tierra también se consideran organismos bioluminiscentes.

“Nadie sabe muy bien por qué evolucionó por primera vez en los animales”, dijo Andrea Quattrini, coautora del estudio y curadora de corales del Museo Smithsonian de Historia Natural. dijo en un comunicado.

Se creía que el ejemplo más antiguo de bioluminiscencia en animales databa de la fecha. hace aproximadamente 267 millones de años en pequeños crustáceos marinos conocidos por una danza de apareamiento sincronizada llena de moco llamada ostrácodoshasta que esta nueva investigación hizo retroceder el tiempo.

Un árbol evolutivo octocoral

En el estudiarel equipo analizó la historia evolutiva de los octocorales para buscar pistas sobre cuándo apareció por primera vez en los animales. Octocorales son un grupo de animales vivos antiguo y frecuentemente bioluminiscente que incluye abanicos de mar, plumas marinas y corales blandos. Al igual que los corales duros, los octocorales son pequeños pólipos coloniales que forman una estructura de arrecife, pero son principalmente de cuerpo blando y no pedregosos. Los octocorales que brillan generalmente se iluminan cuando son golpeados o perturbados de alguna otra manera. Según el equipoesto hace que la función precisa de su capacidad para producir luz sea un poco enigmática.

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“Queríamos descubrir el momento del origen de la bioluminiscencia, y los octocorales son uno de los grupos de animales más antiguos del planeta que se sabe que tienen bioluminiscencia”, dijo la coautora del estudio y becaria postdoctoral del Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural, Danielle DeLeo. dijo en un comunicado. “Entonces, la pregunta era ¿cuándo desarrollaron esta habilidad?”

Recurrieron a un detallado árbol evolutivo de octocorales que se construyó en 2022. Este mapa de relaciones evolutivas –o filogenia–Utilizó los datos genéticos de 185 especies diferentes de octocorales. Luego, el equipo colocó dos fósiles de octocorales de edades conocidas dentro del árbol en función de sus características físicas. Pudieron utilizar las edades de los fósiles y sus respectivas posiciones en el árbol evolutivo para determinar aproximadamente cuándo los linajes de octocorales se dividieron para convertirse en dos o más ramas. Finalmente, el equipo trazó las relaciones evolutivas que presentaban todas las especies bioluminiscentes conocidas que viven hoy en día.

Con este árbol evolutivo y las ramas que contenían especies bioluminiscentes etiquetadas, el equipo utilizó una técnica estadística llamada reconstrucción del estado ancestral analizar las relaciones entre las especies.

“Si sabemos que estas especies de octocorales que viven hoy en día son bioluminiscentes, podemos utilizar las estadísticas para inferir si era muy probable que sus antepasados ​​fueran bioluminiscentes o no”, dijo Quattrini. “Cuantas más especies vivas tengan el rasgo compartido, mayor será la probabilidad de que, a medida que retrocedemos en el tiempo, esos ancestros probablemente también tuvieran ese rasgo”.

Múltiples métodos estadísticos diferentes alcanzaron el mismo resultado. Hace unos 540 millones de años, Es muy probable que el ancestro común de todos los octocorales fuera bioluminiscente.. Esto es unos 273 millones de años antes que en los crustáceos ostrácodos, que anteriormente se consideraban el ejemplo evolutivo más antiguo de bioluminiscencia en animales.

Según el equipo, las miles de especies vivas de los octocorales y la incidencia relativamente alta de bioluminiscencia sugieren que el brillo jugó un papel en el éxito evolutivo del grupo. Si bien esto no responde exactamente para qué utilizan los octocorales la bioluminiscencia, el hecho de que se haya comercializado durante tanto tiempo muestra cuán importante se ha vuelto esta forma de comunicación para su supervivencia.

Implicaciones para la conservación

Ahora que el equipo sabe que el ancestro común de todos los octocorales probablemente ya podría producir su propio brillo interior, están interesados ​​en realizar un recuento más exhaustivo de cuál de los Las más de 3.000 especies vivas conocidas del grupo. todavía son bioluminiscentes y han perdido el rasgo con el tiempo. Esto puede hacer que identifiquen un conjunto de circunstancias ecológicas que se correlacionan con la bioluminiscencia y potencialmente arrojen algo de luz sobre su función.

El equipo también está trabajando en creando una prueba genética determinar si una especie de octocoral tiene copias funcionales de los genes para luciferasa–una enzima involucrada en la bioluminiscencia. Estudios futuros podrían incluso mostrar que la bioluminiscencia es aún más antigua y está arraigada en la historia evolutiva del coral.

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El estudio también apunta a conocimientos evolutivos que podrían ayudar a monitorear y gestionar los octocorales en los océanos actuales. Actualmente están amenazados por minería de mineralespesca, extracción y vertidos de petróleo y gas, y cambio climático provocado por el hombre.

La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) confirmado recientemente que el planeta vive actualmente la cuarta crisis global blanqueamiento de corales evento registrado y el segundo en los últimos 10 años debido al estrés por calor causado por el calentamiento cada vez mayor de los océanos. Los octocorales pueden blanquear como lo hacen los corales duros bajo temperaturas extremas. Comprender más sobre cómo utilizan la bioluminiscencia podría ayudar a los científicos a identificar mejor sus hábitats y monitorear sus comportamientos. Un mejor conocimiento de sus La genética y lo que necesitan para sobrevivir. También puede servir de base para mejorar las políticas de conservación de estos organismos marinos.