PNAS:一項基因組分析推翻了關於螢火蟲起源的主要假說
一項基因組分析推翻了關於螢火蟲起源的主要假設。據推測,甲蟲科(Lampyridae)的許多種類——更廣為人知的是螢火蟲——發出的明亮的光最初是作為對捕食者的警告信號而進化的,表明螢火蟲的毒性,然後被重新用作交配的訊號.這個解釋可以解釋為什麼卵、幼蟲和蛹也會發光。
Ying Zhen和他的同事們透過編制螢火蟲的家譜,並追蹤使螢火蟲有毒的化合物-lucibufagins的演化,對傳統觀點進行了檢驗。團隊從中國不同地點收集了16種Lampyridae的新鮮樣本,以及兩個相關物種,他們將這些樣本與先前的收集物和遺傳數據一起進行了分析。總的來說,作者彙編了41個物種的基因組層級資料。對於每個物種,作者也使用液相層析質譜法尋找lucibufagins。
研究團隊能夠證明,lucibufagins只在螢火蟲的一個亞科中發現,而生物發光在整個家族中廣泛存在,這強烈表明這種毒素是在生物發光發展之後進化而來的。
那麼,為什麼螢火蟲開始發光呢?螢火蟲生物發光的底物螢光素,先前已被證明具有抗氧化特性。 Ying Zhen和他的同事發現,螢火蟲的祖先是在一個歷史時期進化和多樣化的,在這個時期,大氣中的氧氣水平在Toarcian Oceanic缺氧事件(Toarcian Oceanic缺氧事件)之後從歷史最低點持續上升。
作者也指出,發光的千足蟲被認為最初是為了應對炎熱乾燥環境中的氧化壓力而進化出生物發光的,這表明螢火蟲可能遵循了類似的路徑。