Как обитатели морей научились излучать свет тысячелетия назад
Наземных существ, обладающих биолюминесценцией, не так много. Большинство таких животных обитают в океане — это бактерии, рыбы, кораллы, морские звезды. Именно в воде клетки микроорганизмов впервые научились генерировать свет. Это произошло около полумиллиарда лет назад. Расскажем о том, как ученые это выяснили и кто засветился первым.
Примерно 75 % подводных обитателей способны генерировать свет. Как именно у них возникла такая особенность, науке пока точно не известно, зато появились данные, когда это впервые произошло. Ученые из Smithsonian Institution провели исследование и выяснили, что биолюминесценция стала доступна октокораллам не менее 540 млн лет назад. Это почти на 300 млн лет раньше, чем предполагалось до этого.
До этого исследования ученые полагали, что биолюминесценция у животных впервые появилась 267 млн лет назад. Железы остарокод — группы крошечных морских ракообразных, называемых морскими светлячками — выделяют светящуюся слизь, которую они используют в брачных играх.
Колонии глубоководных бамбуковых кораллов входят в состав обширных подводных садов. Если их потревожить, они начинают светиться. В их клетках происходят химические реакции, в основе которых лежит присоединение ферментом люциферазой кислорода к белку люциферину. Свет в данном случае — побочный продукт реакции, совсем как кислород в фотосинтезе.
Так выглядит бамбуковый коралл во время биолюминесценции
Фото: © SÖNKE JOHNSEN / American Association for the Advancement of Science
Ранние исследования показали, что в ходе эволюции подобное свойство возникало у кораллов около сотни раз. Некоторые виды утрачивали способность к биолюминесценции, другим она приносила пользу, сохранялась и становилась неотъемлемой частью жизни. В то время как морские животные используют умение светиться в охоте, общении или привлечении партнеров, октокораллы «загораются», если их задеть. Почему они так делают, еще предстоит узнать.
Чтобы проследить историю возникновения биолюминесценции, ученые секвенировали геном октокораллов и построили эволюционное дерево, откалиброванное по окаменелостям с известным возрастом. Отдельно исследователи отметили, какие виды способны светиться. Оценив то, сколько времени требуется для накопления генетических различий между ними, ученые определили, когда жил самый ранний предок светящихся октокораллов.
Светящийся планктон у побережья Австралии
Фото: © RugliG / Shutterstock / FOTODOM
Предтечи этих морских обитателей населяли преимущественно глубины океанов. В условиях практически полной темноты биолюминесценция помогала им приманивать добычу и общаться. Многие люциферины являются отличным «поглотителем» вредных нестабильных молекул кислорода — свободных радикалов. Возможно, они были нужны октокораллам для защиты клеток от окислительного стресса, а свечение стало приятным полезным бонусом, параллельно случайно возникшим.
