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La bioluminiscencia evolucionó 300 millones de años antes de lo que se pensaba

La bioluminiscencia evolucionó 300 millones de años antes de lo que se pensaba

Coral bambú brillante (foto: Expedición de bioluminiscencia 2009NOAA/REA)

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Un nuevo estudio sugiere que la bioluminiscencia en animales evolucionó hace al menos 540 millones de años, unos 300 millones de años antes de lo registrado anteriormente.

El estudio realizado por científicos de Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural Se ha sugerido que este rasgo evolucionó por primera vez en una subclase de antozoos (la clase que contiene corales y anémonas) conocida como octocorallia, que consiste en todos los corales blandos, corales azules y plumas de mar.

La bioluminiscencia, en la que los organismos producen luz mediante reacciones químicas, ha evolucionado al menos de forma independiente. 94 veces en la naturalezaSe utiliza en una amplia gama de comportamientos, desde la comunicación y el cortejo hasta el camuflaje y la caza. Se encuentra en una amplia gama de especies marinas y terrestres, desde bacterias, hongos e insectos hasta dinoflagelados, peces y medusas.

Hasta ahora, se cree que el ejemplo más antiguo conocido de bioluminiscencia en animales marinos ocurrió hace unos 267 millones de años en las almejas, pequeños crustáceos extendidos (de los cuales unas 13.000 especies) por las aguas del mundo. Pero dónde y cuándo surgió este fenómeno es un misterio.

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Pólipos bioluminiscentes iluminan las ramas de una especie de coral bambú
Un tipo de bambú coralino bioluminiscente. (imagen: Expedición de bioluminiscencia 2009NOAA/REA)

“Queríamos saber cuándo se originó la bioluminiscencia”, dijo Danielle DeLeo, autora principal del estudio. “Los corales son uno de los grupos de animales más antiguos del planeta conocidos por la bioluminiscencia”. “Entonces, la pregunta era: ¿cuándo desarrollaron esta habilidad?”

El equipo comenzó el proceso utilizando un árbol evolutivo detallado para los ocho corales que consta de datos genéticos de 185 especies vivas diferentes, publicado previamente por Andrea Quattrini y Catherine McFadden, dos de los coautores del nuevo estudio. Al comparar los ocho fósiles de coral con estructura similar de épocas conocidas con especímenes más recientes, el equipo pudo determinar cuándo las especies divergieron y se dividieron en ramas separadas del registro evolutivo.

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Los científicos han utilizado la comparación para realizar una “reconstrucción del estado ancestral”, un proceso mediante el cual las características conocidas de las especies vivas pueden extrapolarse hacia atrás en el tiempo para encontrar sus ancestros comunes.

“Si sabemos que estas ocho especies de corales que viven hoy en día son bioluminiscentes, podemos utilizar las estadísticas para inferir si sus ancestros tenían muchas probabilidades de ser bioluminiscentes”, dijo Quattrini. “Cuantas más especies vivas haya con un rasgo en común, más probable será que, retrocediendo en el tiempo, esos ancestros probablemente también hayan tenido ese rasgo”.

Un tipo de coral Iridogorgia mostrado en su estado natural y la luz que emana de sus pólipos.
Un poco EriduGeorgia El coral muestra la luz emitida por los pólipos (Imagen: Noé Bioluminiscencia y visión en el fondo marino. 2015)

La metodología establecida reveló que el ancestro común más reciente de los ocho corales era a su vez bioluminiscente, situando el origen del fenómeno hace unos 542 millones de años, a principios del Cámbrico, el período de la historia de la Tierra en el que la vida multicelular ya comenzaba a afianzarse. .

Después de determinar el período de tiempo en el que probablemente evolucionó la bioluminiscencia, la siguiente pregunta que se hacen los científicos es: Por qué Evolucionado. ¿Para qué sirvió en los pólipos coloniales sin ojos? ¿Por qué evolucionó en otras especies no relacionadas? ¿Podría haber evolucionado incluso antes, en los ancestros de los ocho corales?

540 millones de años es un largo camino para mirar hacia atrás. Los ojos y otros órganos sensibles a la luz ya han evolucionado y están presentes en organismos del Cámbrico temprano, como los trilobites, lo que, según los científicos, da verosimilitud a la idea de que la bioluminiscencia se utilice como una forma de comunicación entre los antozoos y otras criaturas, tal vez como defensa. mecanismo.

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Un tipo de pluma marina que emite luz desde la base de cada pólipo.
paraguas s. Una pluma de mar emite luz desde la base de cada pólipo (Imagen: NOAA Bioluminiscencia y visión en el fondo marino. 2015)

El equipo también señala estudios previos que sugieren que la reacción química que causa la bioluminiscencia puede haber evolucionado como un mecanismo para eliminar el exceso de oxígeno, que puede ser tóxico para la vida marina en cantidades suficientes, y la luz resultante fue cooptada como medio de comunicación. . En una etapa posterior del desarrollo de los organismos.

Independientemente de sus orígenes, el hecho de que la bioluminiscencia haya existido durante tanto tiempo sugiere que tiene un propósito evolutivo exitoso. DeLeo dijo que ella y algunos de los coautores del estudio están trabajando actualmente en una “contabilización exhaustiva” de cuántas de las aproximadamente 3.000 especies de corales bioluminiscentes han perdido este rasgo.

Esperan que la prueba arroje más luz sobre cómo y cuándo evolucionó la bioluminiscencia por primera vez, y añaden que es posible que estudios futuros determinen que en realidad es más antigua.


El artículo “Evolución de la bioluminiscencia en Anthozoa with a focus on Octocoralia” de Daniel M. DeLeo, Manabu Bishō-Uehara, Stephen H. D. Haddock, Katherine S. Macfadyen y Andrea M. Quattrini se publica bajo una licencia de acceso abierto en Actas de la Royal Society B.

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