Cei mai mulți locuitori ai terenului sunt familiarizați cu bioluminiscența numai în contextul licuricilor. Dar acest fenomen natural este cu mult mai răspândit decât aceste minuni înaripate. Marea majoritate a creaturilor bioluminescente de pe planetă se găsesc de fapt în ocean, de la bacterii la meduze până la rechini.
Dar, deși oamenii de știință știau că mulți pești sunt bioluminiscenți, ei nu au putut decât să ghicească cât de obișnuită este producția de lumină printre aceste animale. Acum, noile cercetări dezvăluie rezultate surprinzătoare: până la 80 la sută din peștii cu aripi de rază care trăiesc în apa liberă - de la pescărești cu adâncime de mare, la pești cu lanternă cu rezidenți de corali - își fac propria lumină. Mai mult, fenomenul a evoluat independent în grupul respectiv de 27 de ori. După cum raportează cercetătorii în PLOS ONE, această prevalență neașteptat de mare implică faptul că, pentru pești, producerea propriei lumini este mai mult decât un simplu truc - trebuie să prezinte și avantaje semnificative.
„Faptul că bioluminescența a evoluat de atâtea ori indică faptul că servește o importanță biologică puternică”, spune Matthew Davis, biolog la Universitatea de Stat St. Cloud din Minnesota, care a condus studiul. „De asemenea, credem că evoluția repetată a bioluminiscenței a fost esențială pentru diversificarea speciilor [în] mediul adânc și în apele mijlocii.”
Pentru un pește, actul real de aprindere depinde fie de un amestec DIY de substanțe chimice al căror rezultat final este fotonii, fie de o echipă cu bacterii utile care se ocupă de iluminat în schimbul adăpostului. Peștele se bazează pe bioluminescență pentru o serie de sarcini importante, de la găsirea pradelor până la evitarea devenirii pradei și căutarea partenerilor până la comunicarea prin tipare de intermitere specifice, cum ar fi licuricii. „Este interesant pentru că dacă aveți schimbări în comunicarea cu lumina, atunci aveți potențialul de izolare genetică”, spune Davis.
Diversitatea căilor prin care se manifestă bioluminescența include organe speciale ale ochilor, care îi ajută pe băieți să-și găsească prădătorii, barilele ale căror capete strălucitoare acționează ca năluci și contra-iluminare - sau folosind bioluminescența pentru a ascunde o siluetă întunecată împotriva luminii care curge în jos. Și unele specii evolutive din punct de vedere evolutiv chiar trag din biocuminescent goo pentru a distrage prădătorii.
Un midshipman (Porichthys) care emite lumină din fotoforii ventrali. Pe lângă strălucirea atrăgătoare, peștele de serviciu este de asemenea faimos pentru zumzetele sale puternice folosite în curte. (Matt Davis) Peștele lanternă își ia numele de la bacteriile care emană lumina găsite în organele de sub ochi. (Matt Davis) Un pește de dragon cu burtă neagră (Stomias atriventer) are fotofori bioluminiscenți pe burtă. (Leo Smith) Un pește negru conservat (Idiacanthus) cu barbel bioluminescent. (Matt Davis) Un hatchet de argint cu burtă bioluminiscentă. (Leo Smith)În timp ce sondajele anterioare au identificat grupuri bioluminescente de pești, nimeni nu a examinat fenomenul în contextul istoriei evolutive a tuturor. Davis și colegii săi au analizat un fragment miticondrial și zece gene nucleare, dobândite prin studii anterioare și baze de date deschise, pentru 301 de grupuri taxonomice de pești fin-ray, un grup care include aproape toți peștii din lume. Au folosit metode statistice pentru a reconstrui de câte ori a evoluat independent bioluminescența. Aceste metode, de asemenea, au estimat cât timp în urmă diverse divergențe au divergent și când bioluminiscența și-a luminat istoria evolutivă.
Rezultatele au relevat faptul că bioluminescența a evoluat independent de 27 de ori în rândul a 14 grupuri majore de pești, datând de 150 de milioane de ani în cretaceul timpuriu. Dintre aceste evenimente, 17 dintre acestea sunt rezultatul unei simbioze cu bacterii producătoare de lumină, deși cercetătorii au descoperit că un număr mai mare de specii de pești produc propria lumină, mai degrabă decât se bazează pe bacterii.
„Aceasta este cea mai cuprinzătoare publicație științifică privind distribuția bioluminescenței de pește scrisă vreodată, iar autorii arată că bioluminiscența a evoluat în mod independent de mai multe ori decât se credea anterior”, spune Prosanta Chakrabarty, curatorul peștilor de la Louisiana State University Museum of Natural Science, care nu a fost implicat în cercetare. „Acum că această lucrare rezolvă misterul cât de răspândită este luminiscența la pești, putem începe să ne întrebăm cum a evoluat bioluminescența - care rămâne una dintre cele mai mari întrebări din istoria naturală - și modul în care fiecare evoluție independentă a fost diferită.”