Bioluminescencja, czyli zdolność organizmów do świecenia w ciemności, od dawna intryguje naukowców i nie tylko ich. To zjawisko, występujące zarówno wśród lądowych świetlików i robaków świętojańskich, jak i morskich meduz, planktonu czy koralowców, stanowi przedmiot badań badaczy z całego świata. Fascynacja ta nie ogranicza się jednak tylko do obserwacji — naukowcy zgłębiają tajemnice bioluminescencji, pragnąc poznać jej pochodzenie, przyczyny powstania oraz sposób, w jaki rozprzestrzeniła się wśród wielu gatunków.
Ostatnio zespół międzynarodowych naukowców, prowadzony przez specjalistów z USA i Japonii, osiągnął znaczący postęp w zrozumieniu tych zagadnień. Ich badania, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Proceedings of the Royal Society B”, rzucają nowe światło na historię bioluminescencji. Odkryli, że zjawisko to jest obecne u znacznie większej liczby grup koralowców, niż przypuszczano, i że jego początki sięgają co najmniej 540 milionów lat wstecz, aż do okresu kambru*. To odkrycie znacznie wydłuża dotychczasowe oszacowania, sugerując, że bioluminescencja jest dwa razy starsza niż sądzono.
Naukowcy, nie mając możliwości podróży w czasie, by obserwować bioluminescencję u jej źródeł, zastosowali metodę znaną jako rekonstrukcja stanu przodka. Polega ona na analizie współczesnych gatunków koralowców zdolnych do bioluminescencji, które stymulowano mechanicznie w ciemnych pomieszczeniach, aby sprawdzić, czy wykazują świecenie.
Pierwsze wyniki były zaskakujące — bioluminescencja okazała się znacznie bardziej rozpowszechniona wśród koralowców, niż przewidywano, obejmując główne grupy Octocorallia i Hexacorallia na różnych głębokości oceanu. Dalsza analiza pozwoliła naukowcom prześledzić ewolucyjne drzewo tych organizmów i określić, kiedy bioluminescencja mogła się po raz pierwszy pojawić.
Według Andrei Quattrini, głównej badaczki w Smithsonian NMNH, przekazywanie tej cechy przez setki milionów lat wskazuje na jej znaczenie ewolucyjne. Bioluminescencja prawdopodobnie przyczyniła się do przetrwania pierwszych organizmów poprzez różnorodne funkcje: przyciąganie pożywienia, odstraszanie drapieżników czy maskowanie przed nimi, stając się jedną z najwcześniejszych form komunikacji na Ziemi.
Co więcej, badania wykazały, że rodziny koralowców wykazujące bioluminescencję są bardziej zróżnicowane, co może sugerować, że bioluminescencja sprzyjała ich dywersyfikacji i adaptacji do nowych siedlisk. Te wyniki są szczególnie interesujące w kontekście „eksplozji kambryjskiej”, okresu, kiedy to życie na Ziemi gwałtownie się zróżnicowało.
Naukowcy uważają, że chemiczna reakcja odpowiedzialna za bioluminescencję mogła pierwotnie rozwinąć się jako mechanizm ochrony komórek przed nadmiarem tlenu, co miało kluczowe znaczenie w okresie, gdy poziom tego gazu w atmosferze wzrastał. Takie właściwości ochronne mogły mieć fundamentalne znaczenie dla przetrwania tych organizmów w trudnych warunkach środowiskowych.
Pomimo tych przełomowych odkryć, przed naukowcami wciąż stoi wiele pytań. Przyszłe badania mają na celu ustalenie, czy możliwe jest przewidzenie zdolności koralowców do bioluminescencji na podstawie sekwencjonowania DNA, co pozwoliłoby uniknąć konieczności ich fizycznego pobierania i stymulowania. Badacze chcą również zrozumieć, dlaczego niektóre korale straciły zdolność do świecenia.
Przełomowe badania te mają nie tylko pogłębić naszą wiedzę o bioluminescencji, ale także zainspirować kolejne pokolenia badaczy do dalszego zgłębiania tajemnic życia na Ziemi, zarówno w przeszłości, jak i w teraźniejszości.
* – pierwszy okres ery paleozoicznej, trwał około 56 milionów lat (od 541,0 do 485,4 milionów lat temu).
Źródło: https://ocean.si.edu/new-research-coral-shines-light-evolution-bioluminescence
O autorze
Grzegorz Bubak
Moja fascynacja akwarystyką morską narodziła się ponad dwie dekady temu, gdy przypadkowo natrafiłem na artykuł poświęcony tej tematyce w jednym z czasopism. Od tamtej chwili, świat podwodny stał się moją obsesją i pasją, która kształtuje moje codzienne życie. Przygodę z akwarystyką morską rozpocząłem od koralowców miękkich, które były moim pierwszym krokiem w tym fascynującym świecie. Z upływem czasu, zafascynowany różnorodnością i pięknem koralowców SPS, postanowiłem skupić się na ich hodowli, która nadal jest dla mnie źródłem nieustającego zachwytu.
Dzięki mojemu doświadczeniu i pasji do akwarystyki morskiej jestem gotowy podzielić się swoją wiedzą i doświadczeniem z innymi entuzjastami tej dziedziny. Jestem szczęśliwy, że mogę być częścią społeczności Reef Pedia, która stanowi niezwykle cenne źródło informacji dla wszystkich miłośników akwarystyki morskiej.