https://frosthead.com

Nii palju rohkem kalu saab teha omaenda valgust kui me arvasime

Enamik maaelanikke tunneb bioluminestsentsi ainult jaanimardikate kontekstis. Kuid see loodusnähtus on palju laiemalt levinud, kui need tiivulised imed lasevad. Valdav enamus bioluminestseeruvaid olendeid planeedil on tegelikult leitud ookeanist, alates bakteritest kuni meduuside ja haideni.

Kuid kuigi teadlased teadsid, et paljud kalad on bioluminestsentsed, võisid nad vaid aimata, kui tavaline nende loomade valgustootmine on. Nüüd näitavad uued teadusuuringud üllatavaid tulemusi: kuni 80 protsenti avavees elavatest särakaladest kaladest - süvameres elavatest merikurattidest kuni korallrahude residentsete taskulampkaladeni - teevad oma valguse. Veelgi enam, nähtus on selles rühmas iseseisvalt arenenud 27 korda. Nagu teadlased ajakirjas PLOS ONE teatasid, tähendab see ootamatult suur levimus, et kalade jaoks on omaenda valguse tootmine midagi enamat kui lihtsalt trikk - sellega peavad kaasnema ka olulised eelised.

"Fakt, et bioluminestsents on arenenud nii mitu korda, näitab, et sellel on tugev bioloogiline tähtsus, " ütleb uuringut juhtinud Minnesota St. Cloud State University bioloog Matthew Davis. "Me arvame ka, et bioluminestsentsi korduv areng oli liikide mitmekesistamise jaoks kriitilise tähtsusega süvamere- ja keskveekeskkonnas."

Kala puhul sõltub tegelik süttimine kasvõi DIY kemikaalide segust, mille lõpptulemuseks on footonid, või siis meeskonna moodustamisest kasulike bakteritega, kes hoolitsevad valgustuse eest peavarju eest. Kalad tuginevad bioluminestsentsile paljudes olulistes ülesannetes, alates saagikuse leidmisest kuni saakloomaks saamise vältimiseni ja kaaslaste otsimisest kuni suhtlemiseni spetsiifiliste vilkuvate mustrite, näiteks jaanipärade kaudu. "See on põnev, sest kui teil on muutusi valgusega suhtlemisel, siis on teil potentsiaal geneetiliseks isolatsiooniks, " ütleb Davis.

Bioluminestsentsi ilmingute mitmekesisus hõlmab spetsiaalseid silmaorganeid, mis aitavad väikestel poistel märgata kiskjaid, kangikesi, mille heledad lõpp-punktid mõjuvad peibutisena, ja vastuvalgustust - või kasutada bioluminestsentsi tumeda silueti varjamiseks allavoolu tuleva valguse eest. Ja mõned evolutsiooniliselt karbist väljuvad liigid tulistavad röövloomade tähelepanu kõrvale juhtimiseks isegi bioluminestsentsoomi.

Ventraalsetest fotofooridest valgust kiirgav midilaev (Porichthys). Lisaks ahvatlevalt hõõguvusele on midshipmani kala kuulus ka õukonnas kasutatavate valjude kummide poolest. (Matt Davis) Taskulamp-kala saab oma nime valguse kiirgavatest bakteritest, mida leidub tema silmade all asuvates elundites. (Matt Davis) Musta kõhuga draakonkala (Stomias atriventer) kõhul on bioluminestsentsed fotofoorid. (Leo Smith) Konserveeritud must draakonikala (Idiacanthus) koos bioluminestseeruva varrega. (Matt Davis) Bioluminestseeruva kõhuga hõbedane kuldnokk. (Leo Smith)

Kui eelmistes uuringutes tehti kindlaks kalade bioluminestsentsrühmad, siis keegi ei uurinud seda fenomeni kõigi nende evolutsiooniajaloo kontekstis. Davis ja tema kolleegid analüüsisid ühte varasemate uuringute ja avatud andmebaaside kaudu omandatud mitokondrite ja kümme tuumageenigeeni fragmente 301 taksonoomilise kiirguriga kalade rühma jaoks, mis hõlmab peaaegu kõiki maailma kalu. Nad kasutasid statistilisi meetodeid, et rekonstrueerida, mitu korda bioluminestsents iseseisvalt arenes. Need meetodid andsid hinnangu ka sellele, kui kaua aega tagasi erinevad liinid erinesid ja millal bioluminestsents helendas nende evolutsiooniajalugu.

Tulemustest selgus, et bioluminestsents arenes 14 peamise kalagrupi hulgas iseseisvalt 27 korda, ulatudes 150 miljoni aasta tagusesse varasesse kriidiajastu. Nendest sündmustest 17 on sümbioosi tagajärg valgust tootvate bakteritega, ehkki teadlased leidsid, et suurem arv kalaliike toodab oma valgust, mitte ei toetu bakteritele.

"See on kõige põhjalikum kalade bioluminestsentsi levikut käsitlev teaduslik väljaanne, mis eales kirjutatud, ja autorid näitavad, et bioluminestsents arenes mitu korda iseseisvamalt, kui seni arvati, " ütleb Louisiana osariigi ülikooli loodusteaduste muuseumi kalade kuraator Prosanta Chakrabarty. keda uurimistöösse ei kaasatud. "Nüüd, kui see artikkel lahendab müsteeriumi, kuidas kalades on laialt levinud luminestsents, võime hakata küsima, kuidas bioluminestsents arenes - mis on endiselt loodusloo üks suurimaid küsimusi - ja kuidas iga iseseisev evolutsioon oli erinev."

Nii palju rohkem kalu saab teha omaenda valgust kui me arvasime