什么是生物发光？
生物发光生物体 通过化学反应产生光。 这种能力是独立进化出来的 自然界中至少94次。 生物发光涉及多种动物行为，包括交流、求偶、伪装和狩猎。 萤火虫、萤火虫，甚至某些真菌 陆地上的也被认为是生物发光生物。
“没有人很清楚为什么它首先在动物身上进化，”研究合著者、史密森尼自然历史博物馆珊瑚馆长安德里亚·奎特里尼 (Andrea Quattrini) 说， 在一份声明中说。
最早的动物生物发光例子被认为是 大约2.67亿年前 在小型海洋甲壳类动物中以 充满粘液的同步交配舞，称为介形虫，直到这项新研究让时光倒流。
八珊瑚进化树
在里面 学习研究小组回顾了八珊瑚的进化史，寻找它首次出现在动物身上的时间线索。 八珊瑚属 是一种古老且经常发出生物发光的活体动物，包括海扇、海笔和软珊瑚。 就像硬珊瑚一样，八珊瑚 形成珊瑚礁结构的微小殖民息肉，但它们主要是软体而不是石头。 发光的八珊瑚通常在受到碰撞或其他干扰时会发光。 据团队介绍，这使得它们产生光的能力的精确函数有点令人困惑
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“我们想弄清楚生物发光起源的时间，八珊瑚是地球上已知的最古老的生物发光动物群体之一，”研究合著者、史密森国家自然历史博物馆博士后学者丹妮尔·德莱奥 (Danielle DeLeo) 在一份声明中说。 “那么，问题是他们什么时候培养出这种能力的？”
他们转向详细的 2022 年建立的八珊瑚进化树。 这张进化关系图——或者 系统发育–使用了 185 种不同八珊瑚物种的遗传数据。 然后，研究小组根据物理特征将两块已知年龄的八珊瑚化石放置在树内。 他们能够利用化石的年龄和它们在进化树中各自的位置来粗略地确定八珊瑚谱系何时分裂成两个或更多分支。 该团队最终绘制出了当今所有已知生物发光物种的进化关系。
通过标记这种包含生物发光物种的进化树和分支，研究小组使用了一种称为 祖先国家重建 来分析物种之间的关系。
夸特里尼说：“如果我们知道今天生活的这些八珊瑚物种具有生物发光能力，我们就可以利用统计数据来推断它们的祖先是否很可能具有生物发光能力。” “具有共同特征的现存物种越多，当你回到过去时，那些祖先也具有这种特征的可能性就越高。”
据团队介绍八珊瑚的数千种生物和相对较高的生物发光发生率表明，发光在该群体的进化成功中发挥了重要作用。 虽然这并不能完全回答八珊瑚使用生物发光的目的，但它已经零售了这么长时间的事实表明，这种交流形式对于它们的生存变得多么重要。
保护影响
既然研究小组知道所有八珊瑚的共同祖先可能已经能够产生自己的内部发光，他们有兴趣进行更彻底的计数 超过 3,000 种已知的生物物种 仍然具有生物发光性，并且随着时间的推移已经失去了这种特性。 这可能会让他们查明一系列与生物发光相关的生态环境，并可能对其功能有所启发。
该团队还致力于 创建基因测试 确定八珊瑚物种是否具有以下基因的功能副本 荧光素酶– 一种参与生物发光的酶。 未来的研究甚至可能表明，生物发光更加古老，并且嵌入在珊瑚的进化历史中。
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该研究还指出了进化的见解，可以帮助监测和管理当今海洋中的八珊瑚。 他们目前受到威胁 矿物开采、捕鱼、石油和天然气开采和泄漏，以及 人为造成的气候变化。
美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 最近确认 地球目前正在经历第四次全球 珊瑚白化 这是有记录以来的一次事件，也是过去 10 年来的第二次，原因是海洋日益变暖带来的热应激。 八珊瑚可以漂白 就像硬珊瑚在极端温度下的情况一样。 更多地了解它们如何使用生物发光可以帮助科学家更好地识别它们的栖息地并监测它们的行为。 更好地了解他们 遗传学以及他们生存所需的东西 还可以为这些海洋生物更好的保护政策提供信息。
2024-04-23 23:01:00
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