Najstarszy organizm bioluminescencyjny zidentyfikowany jako koralowiec zmienia rozumienie paleośrodowiska

Międzynarodowy zespół badaczy, kierowany przez Daniela DeLeo ze Smithsonian Institution, zidentyfikował osiem obiektów o nieznanej wcześniej jasności. Korzystając z odkryć genetycznych tych organizmów i wcześniejszych badań, oszacowali, że bioluminescencja koralowców pojawiła się około 540 milionów lat temu w okresie kambru, co czyni je najstarszymi organizmami bioluminescencyjnymi. W tym okresie dzieliły oceany z bezkręgowcami o oczach wrażliwych na światło, co sugeruje, że między gatunkami zachodziły interakcje wykorzystujące światło. Wyniki swoich badań opublikowali w Proceedings of the Royal Society B.

Chociaż koralowce płytkowodne rzadko wykazują bioluminescencję, ich odmiany głębinowe mogą być pełne żywych kolorów i urzekających widoków. Przeznaczenie tych kolorowych, świecących w ciemności koralowców od dawna intryguje badaczy. Naukowcy postawili hipotezę, że wystawy mogą przyciągać duże drapieżniki, aby odstraszyć mniejsze organizmy morskie, które zjadają koralowce lub przyciągają ofiary.

Badania genetyczne oparto na odkryciach Manabu Bishō-Uehary, badacza z Uniwersytetu w Nagoya (w momencie badań) i Andrei Quattrini ze Smithsonian Institution. W poprzednim badaniu Bisho-Ohara zidentyfikowała kilka nowych bioluminescencyjnych koralowców głębinowych. Na podstawie tego wyniku podejrzewano istnienie kilku niezidentyfikowanych koralowców bioluminescencyjnych.

Bisho-Ohara i Quattrini przeprowadzili prace terenowe od płytkiego dna morskiego po głębokie dno morskie, w tym w stacji morskiej Sugashima na Uniwersytecie Nagoya, w pobliżu miasta Toba w środkowej Japonii, aby znaleźć więcej okazów bioluminescencyjnych. Odkryli wcześniej niezidentyfikowaną bioluminescencję u dwóch gatunków Hexacorallia (koralowców miękkich) i pięciu gatunków Octocorallia.

„Byłem podekscytowany, ponieważ jako pierwsi odkryliśmy bioluminescencję na poziomie rodzaju pięciu rodzajów: koralowców Bullagumminzoanthus, Keratosidinae i Corallizoanthus, a także zagrody morskie Echinoptilum i wachlarze głębinowe Metallogorgia”. Bessho-Uehara powiedział o odkryciu.

Wykorzystując odkrycia zespołu dotyczące współczesnych organizmów, interdyscyplinarny zespół, w skład którego wchodziły Smithsonian National Museum of Natural History, Florida International University, Monterey Bay Aquarium Research Institute, Uniwersytet Kalifornijski i Harvey Mudd College, wykorzystał informacje genetyczne tych organizmów do zbudowania modelu filogenetycznego drzewo. Aby prześledzić pochodzenie bioluminescencji u antozoanów, klasy organizmów morskich, do której zaliczają się koralowce i podobne organizmy.

Drzewo filogenetyczne jest podobne do drzewa genealogicznego, z tą różnicą, że wykorzystuje powiązania ewolucyjne oparte na danych genetycznych, a nie na liniach krwi. Służy jako wizualna reprezentacja powiązań ewolucyjnych i wspólnego pochodzenia pomiędzy różnymi grupami organizmów.

Odkrycia badacza sugerują, że bioluminescencja pojawiła się po raz pierwszy u wspólnego przodka koralowca Octocoralia. Korzystając z tych danych i zapisów kopalnych, zespół odkrył, że starożytny koralowiec istniał w okresie kambryjskim, około 540 milionów lat temu, co czyni go najstarszym znanym organizmem bioluminescencyjnym.

Kiedy powiedziano mu o wynikach, pierwszą myślą Bishō-Uehary było: „Ocean jest pełen cudów”. „Pamiętam, że byłem zdumiony, gdy odkryliśmy, że bioluminescencja pojawia się dwa razy dłużej, niż wcześniej sądzono” – kontynuował.

Ich odkrycia dostarczają również wglądu w ewolucję organizmów, która w kambrze miała miejsce głównie w morzu. W tym okresie bezkręgowce rozwinęły oczy wyposażone w fotoreceptory światłoczułe. Sugeruje to ekscytującą możliwość interakcji za pośrednictwem światła między antozonami i organizmami z fotoreceptorami, rzucając nowe światło na ekologię w kluczowym okresie ewolucji życia.