https://frosthead.com

Način na koji više riba može stvoriti vlastitu svjetlost nego što smo mislili

Većina stanovnika zemlje upoznata je s bioluminiscencijom samo u slučaju krijesnica. Ali ovaj je prirodni fenomen mnogo rašireniji od onih krilatih čuda. Ogromna većina bioluminescentnih bića na planeti zapravo se nalazi u oceanu, u rasponu od bakterija do meduza do morskih pasa.

No, iako su znanstvenici znali da su mnoge ribe bioluminescentne, mogli su samo nagađati koliko je česta proizvodnja svjetla među tim životinjama. Sada, novo istraživanje otkriva iznenađujuće rezultate: do 80 posto riba koje peraju u otvorenom moru - od riba do dubokog mora do riba s svjetiljkama koje žive u koraljno-grebenima - prave vlastitu svjetlost. Nadalje, fenomen se u toj skupini razvijao neovisno 27 puta. Kako istraživači navode u PLOS ONE, ova neočekivano velika rasprostranjenost podrazumijeva da je za ribe stvaranje vlastite svjetlosti više nego samo uredan trik - također mora imati i značajne prednosti.

"Činjenica da se bioluminiscencija evoluirala toliko puta ukazuje da služi snažnom biološkom značaju", kaže Matthew Davis, biolog sa Sveučilišta St. Cloud State u Minnesoti koji je vodio studiju. „Također mislimo da je ponovljena evolucija bioluminescencije bila presudna za diverzifikaciju vrsta [u] dubokomorskom i srednjovodnom okruženju.“

Za ribu, stvarni čin osvjetljavanja ovisi ili o uradi sam mješavini kemikalija čiji su krajnji rezultati fotoni, ili pak udruživanju s korisnim bakterijama koje se brinu za osvjetljenje u zamjenu za sklonište. Ribe se oslanjaju na bioluminiscenciju za brojne važne zadatke, od pronalaženja plijena do izbjegavanja postajanja plijenom, te traženja drugova do komuniciranja kroz određene treptave uzorke, poput krijesnica. "To je uzbudljivo jer ako imate promjene u komunikaciji sa svjetlošću, tada imate potencijal za genetsku izolaciju, " kaže Davis.

Raznolikost načina na koji se bioluminescence očituje uključuje posebne organe za oči koji pomažu dječacima da uoče grabežljivce, barbele čija svijetla krajnja točka djeluju kao mamce i protu-osvjetljavanje - ili koristeći bioluminescence da sakriju tamnu siluetu protiv svjetlosti koja teče. A neke evolucijski neobične vrste čak pucaju i bioluminescentno goo kako bi odvratilo predatore.

Srednji čovjek (Porichthys) koji emitira svjetlost iz ventral fotofora. Osim što privlačno sjaji, riba mladalaca poznata je i po glasnim humkama koje se koriste u udvaranju. (Matt Davis) Riba svjetiljke dobila je ime po svjetlosnim bakterijama koje se nalaze u organima ispod očiju. (Matt Davis) Zmaj od crnog trbuha (Stomias atriventer) na trbuhu ima bioluminiscentne fotofore. (Leo Smith) Sačuvana crna zmaj-riba (Idiacanthus) s bioluminescentnom ječmom. (Matt Davis) Srebrna sjenica sa bioluminescentnim trbuhom. (Leo Smith)

Dok su prethodna istraživanja identificirala bioluminescentne skupine riba, nitko nikada nije proučavao taj fenomen u kontekstu evolucijske povijesti svih njih. Davis i njegovi kolege analizirali su jedan mitohondrijski i deset nuklearnih fragmenata gena, stečenih prethodnim studijama i otvorenim bazama podataka, za 301 taksonomsku skupinu riba oslikanih ribom, skupinu koja uključuje gotovo sve svjetske ribe. Koristili su statističke metode da rekonstruiraju koliko se puta bioluminiscencija samostalno razvijala. Te su metode također procijenile kako su se davno razilazile različite linije i kada je bioluminescencija uljepšala njihovu evolucijsku povijest.

Rezultati su pokazali da se bioluminiscencija razvijala neovisno 27 puta među 14 glavnih ribljih skupina, datirajući još od 150 milijuna godina do rane krede. Od tih događaja, njih 17 uzrokovano je simbiozom bakterija koje stvaraju svjetlost, iako su istraživači utvrdili da veći ukupan broj vrsta riba proizvodi vlastitu svjetlost, a ne oslanjajući se na bakterije.

"Ovo je najopsežnija znanstvena publikacija o raspodjeli bioluminiscencije riba ikad napisana, a autori pokazuju da se bioluminescencija razvijala više puta neovisno o čemu se prije mislilo", kaže Prosanta Chakrabarty, kustos za ribe na Muzeju prirodnih znanosti Državnog sveučilišta u državi Louisiana, koji nije bio uključen u istraživanje. "Sada kada ovaj rad rješava misteriju o raširenosti luminiscencije u ribama, možemo se početi pitati kako se razvijala bioluminiscencija - što je i dalje jedno od najvećih pitanja prirodne povijesti - i po čemu se razlikovala svaka neovisna evolucija."

Način na koji više riba može stvoriti vlastitu svjetlost nego što smo mislili