A tenger mélyén élő állatok mintegy háromnegyede képes saját fényt termelni, de e képesség eredetét máig rejtély övezi. A Proceedings of the Royal Society B című folyóiratban a napokban közzétett tanulmány szerint ez a tulajdonság legalább 540 millió évvel ezelőtt alakult ki a nyolcosztatú virágállatoknak nevezett alosztályban – vagyis közel 300 millió évvel korábban, mint ahogy azt a szakértők korábban gondolták.

A legtöbb biolumineszcens állat ugyanazt az alapvető kémiai reakciót használja a fénytermeléshez: egy enzim, a luciferáz oxigént ad egy vegyülethez, az úgynevezett luciferinhez, és ennek nyomán fény bocsátódik ki. Korábbi kutatások szerint ez a képesség legalább 94 különböző alkalommal fejlődött ki. Ugyanakkor a túlnyomórészt biolumineszcens állatok egyes csoportjaiban előfordul néhány fénytermelésre nem képes tag is, ami arra utal, hogy az alapul szolgáló kémiai gépezet időnként elveszhet.

A szakértők a közelmúltig úgy vélték, hogy a biolumineszcencia az állatokban először 267 millió évvel ezelőtt jelent meg a kagylósrákok körében, amelyek biolumineszcens nyálkát használnak az udvarláskor. A legújabb kutatások azonban azt sugallják, hogy a modern nyolcosztatú virágállatok ennél korábbi ősei is képesek voltak fényt termelni. Míg azonban sok biolumineszcens tengeri állat vadászatra, kommunikációra vagy a potenciális pár vonzására használja képességét, a virágállatok általában csak akkor világítanak, ha valami beléjük ütközik – így a fényjelenség pontos funkciója egyelőre nem világos. „Nem vagyunk teljesen biztosak abban, hogy a virágállatok mire használják a biolumineszcenciát” – mondja Danielle DeLeo, a Smithsonian Intézet tengerbiológusa, az új tanulmány vezető szerzője.

Hogy többet tudjanak meg, DeLeo és kollégái nyolcosztatú virágállatok genomjait szekvenálták, és élő állatokat, valamint kövülteket is vizsgáltak, hogy részletes evolúciós leszármazást vázoljanak fel, és feltérképezték, hogy mely modern virágállatok világítanak, és melyek nem. A generációs idők és a fajok közötti genetikai különbségek kialakulásához szükséges idő alapján aztán megbecsülték, hogy a világító virágállatok legkorábbi közös őse mikor élhetett.

Az eredmények alapján pedig az állatok elődei már mintegy 540 millió évvel ezelőtt is világítottak meg – több százmillió évvel korábban, minthogy a kagylósrákok elkezdték volna ugyanezt. Ez igazi áttörést jelenthet a biolumineszcencia evolúciójának megértésében, mondja Edith Widder, a biolumineszcenciát vizsgáló tengerbiológusa, az Ocean Research & Conservation Association vezetője.

Bár a modern virágállatok különböző mélységekben élnek, őseik túlnyomórészt az óceán mélyén tartózkodtak, jegyzi meg DeLeo. Ilyen a sötét körülmények között a világítás segíthetett nekik a zsákmányt magukhoz csalogatni, kommunikálni, vagy más előnyöket biztosíthatott számukra. „A mélytengerben jól boldogulnak a saját fényt előállítani képes állatok” – mondja James Morin, a Cornell Egyetem tengerbiológusa, akinek kutatásai megalapozták a virágállatok biolumineszcenciájával kapcsolatos jelenlegi ismereteket.

A kutatók még mindig nem biztosak abban, hogy ez a tulajdonság egyáltalán miért jelent meg. Mint Widder megjegyzi, a luciferin sok esetben kiváló „pásztora” a káros, instabil oxigénmolekuláknak, az úgynevezett szabad gyököknek, így az útvonal eredetileg talán azért alakult ki, hogy megvédje a sejteket az oxidatív stressztől. A fénykibocsátás pedig kezdetben csak melléktermék lehetett. DeLeo teóriája szerint a biolumineszcencia talán egyfajta riasztóként működhet a virágállatoknál, lehetővé téve számukra, hogy elijesszék a rájuk bukkanó ragadozókat.

A jövőben a szakértő és kollégái azt tervezik, hogy a virágállatok családfáját felhasználva felmérjék, hány modern fajnál maradt meg a fénytermelés képessége, és mennyien veszíthették el ezt az idők során.