科技日?qǐng)?bào)記者?張夢(mèng)然
據(jù)美國(guó)史密森國(guó)家自然歷史博物館科學(xué)家的一項(xiàng)新研究，至少5.4億年前，生物發(fā)光首先在一種海洋無(wú)脊椎動(dòng)物中進(jìn)化出來(lái)。23日發(fā)表在《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B》上的研究結(jié)果將動(dòng)物身上發(fā)光這一特征最早出現(xiàn)的時(shí)間提前了近3億年。
生物發(fā)光，也就是生物體通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生光的能力。其在自然界中已經(jīng)獨(dú)立進(jìn)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(dòng)物發(fā)光的最早起源被認(rèn)為是在大約2.67億年前的介形類(lèi)小型海洋甲殼類(lèi)動(dòng)物中。
八放珊瑚展示的生物發(fā)光。
圖片來(lái)源：松克·約翰森/《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B》
八放珊瑚是一種進(jìn)化史古老且經(jīng)常發(fā)光的動(dòng)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(gòu)來(lái)作為“避難所”。但與它們的石質(zhì)親戚不同的是，這種結(jié)構(gòu)通常是軟的。八放珊瑚通常只有在受到碰撞或其他干擾時(shí)才會(huì)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(lái)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(xì)、以遺傳證據(jù)為基礎(chǔ)的八放珊瑚進(jìn)化樹(shù)，繪制了其進(jìn)化關(guān)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(jìn)化樹(shù)內(nèi)，利用化石年齡和它們?cè)诎朔派汉鬟M(jìn)化樹(shù)中各自的位置來(lái)粗略測(cè)算八放珊瑚譜系何時(shí)分裂成兩個(gè)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(jì)方法來(lái)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(rèn)為發(fā)光介形類(lèi)甲殼類(lèi)動(dòng)物是動(dòng)物中最早進(jìn)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(diǎn)：
一種珊瑚為什么會(huì)成為生物發(fā)光的研究樣本？因?yàn)榘朔派汉鲾?shù)千個(gè)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(jìn)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(zhǎng)時(shí)間，但人們至今也不清楚發(fā)光的確切目的，只知道這對(duì)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(kāi)采活動(dòng)的威脅，而今這項(xiàng)研究提供的進(jìn)化背景和見(jiàn)解，也將有助人們對(duì)這些珊瑚的監(jiān)測(cè)和管理。
