萤火虫为什么会发光?新研究颠覆了当前的起源理论

最近的基因组研究表明,萤火虫的生物发光早于它们的毒性特征,可能是对氧化应激的反应而进化而来的。基因组分析推翻了主要假设……

来源:SciTechDaily

最近,由 Ying Zhen 领导的一项基因组研究驳斥了传统观点,即萤火虫发展出发光是一种防御机制,以发出毒性信号。相反,研究表明,萤火虫的生物发光起源于对氧化应激的反应,早于其有毒化合物 lucibufagins 的进化,而这种化合物只在部分萤火虫物种中发现。

最近的基因组研究表明,萤火虫的生物发光早于其毒性特征,可能是对氧化应激的反应。

最近的基因组研究表明,萤火虫的生物发光早于其毒性特征,可能是对氧化应激的反应。

基因组分析推翻了萤火虫光起源的主要假设。以前,人们认为萤火虫科甲虫(俗称“萤火虫”)最初进化出明亮的光芒是为了向捕食者发出警告信号,表明它们有毒,后来被用作交配信号。这种解释可以解释为什么卵、幼虫和蛹也会发光。

萤火虫科

来自中国四川卧龙国家级自然保护区的 Abscondita anceyi。图片来源:Chengqi Zhu

Abscondita anceyi

萤火虫生物发光的遗传学见解

研究员 Ying Zhen 及其同事通过编制萤火虫家谱并追踪使萤火虫有毒的化学化合物(lucibufagins)的进化来检验传统观点。研究团队从中国各地收集了 16 种萤科昆虫的新鲜样本,以及两种相关物种的样本,并结合已有样本和遗传数据进行了分析。作者总共收集了 41 个物种的基因组水平数据。对于每个物种,作者还使用液相色谱-质谱法寻找萤火虫素。

物种 萤科

来自中国浙江天目山国家级自然保护区的 Absondita sp.。图片来源:Dongdong Xu

Absondita

萤火虫中的生物发光与毒素存在

PNAS Nexus