研究發(fā)現(xiàn)，地球上的生物發(fā)光進化時間已超過5億年

在地球最黑暗的角落，太陽光芒從未照射到那里，依然能找到詭異的光芒，照亮陰影。

這就是生物發(fā)光，一種非凡的能力，是獨立進化出來的，至少94次貫穿地球生命的整個歷史。發(fā)光生物能夠利用化學反應產生自身的光芒，這種工具被不同生物用于各種用途。

科學家們將這項工具追溯到其已知的最早進化起源：一類名為八角草大約在5.4億年前的寒武紀深處。這比前任冠軍年齡多了一倍多，那是一類深海微型甲殼類動物生活在2.67億年前.

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“我們想弄清楚生物發(fā)光起源的時間，而八珊瑚是地球上已知最古老的生物發(fā)光動物群體之一。”海洋生物學家兼主要作者丹妮爾·德萊奧說史密森學會的這項研究于去年四月發(fā)表。

“那么，問題是他們是什么時候發(fā)展出這種能力的？”

章珊瑚是一組非常迷人的生物。

像其他珊瑚一樣，它們由珊瑚體組成，這些珊瑚體聚集形成一個群體，通常生活在由珊瑚鈣化分泌物構成的框架上。

然而，八珊瑚因其八重對稱性而得名，其骨骼比其剛性親緣更柔軟。

其中一些還會發(fā)出生物發(fā)光，但原因有些神秘，因為它們只有在受到干擾時才會發(fā)光。

科學家認為，這可能是誘捕獵物，或者是捕食者來捕食那些以珊瑚為食并破壞珊瑚的小型魚類的誘餌。

由于珊瑚是地球上最古老的生物之一，而章珊瑚還會發(fā)光，德萊奧和她的同事認為這些生物可能是尋找生物發(fā)光早期起源的最佳地點。

基礎已經建立起來，且2022年發(fā)布的詳細章珊瑚族譜，利用185個章珊瑚類分類單元的遺傳數據。

下一步是識別和追蹤已知生物發(fā)光章珊瑚物種的譜系，這些譜系由日本名古屋大學的海洋生物學家別翔上原學和史密森學會的安德烈亞·夸特里尼進行田野調查收集。

他們的海底探險發(fā)現(xiàn)了五種八珊瑚類型此前未知的生物發(fā)光現(xiàn)象——這一發(fā)現(xiàn)可用于下一步的分析，即祖先狀態(tài)重建。

“如果我們知道現(xiàn)存的這些八珊瑚物種具有生物發(fā)光能力，我們就可以用統(tǒng)計數據推斷它們的祖先是否極有可能具有生物發(fā)光能力。”夸特里尼解釋道.

“擁有這種共同特征的現(xiàn)存物種越多，隨著時間往回推，那些祖先很可能也擁有該特征的可能性就越高?！?/p>

團隊采用了多種不同的統(tǒng)計分析方法，結果一致：生物發(fā)光首次出現(xiàn)在所有八珊瑚的共同祖先中，約5.4億年前。

當時，多細胞生命仍處于起步階段，但已有海洋無脊椎動物擁有能夠探測共享寒武海光線的眼睛。

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生物發(fā)光的同時出現(xiàn)暗示了某種跨物種的互動，可能有助于弄清這種能力為何進化。

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但還有一個巨大的問題。

如果現(xiàn)存數千種章珊瑚物種的共同祖先擁有生物發(fā)光能力，為什么現(xiàn)在擁有的卻如此稀少？他們是怎么失去的？

這是下一步，也能為寒武紀海洋奇特的生態(tài)提供更多啟示。

該研究發(fā)表于英國皇家學會B生物科學院刊.

本文的早期版本發(fā)表于2024年4月。

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