https://frosthead.com

Více ryb si může vytvořit své vlastní světlo, než jsme si mysleli

Většina obyvatel země je obeznámena s bioluminiscencí pouze v souvislosti se světlušky. Tento přírodní jev je však mnohem rozšířenější než ti, kteří se nechali okřídlit. Drtivá většina bioluminiscenčních tvorů na planetě se skutečně nachází v oceánu, od bakterií přes medúzy až po žraloky.

Ale zatímco vědci věděli, že mnoho ryb je bioluminiscenčních, dokázali jen hádat, jak běžná světelná produkce je mezi těmito zvířaty. Nový výzkum nyní odhaluje překvapivé výsledky: až 80 procent ryb s paprskem žijících na otevřených vodách - od mořských ryb žijících v hlubokých mořských vodách až po ryby baterek žijících v korálových útesech - si vytvoří vlastní světlo. A co víc, jev se v této skupině vyvinul samostatně 27krát. Jak vědci uvádějí v PLOS ONE, tato neočekávaně vysoká prevalence znamená, že pro ryby je produkce vlastního světla víc než jen úhledný trik - musí také přinést významné výhody.

"Skutečnost, že se bioluminiscence vyvinula tolikrát, naznačuje, že má určitý silný biologický význam, " říká Matthew Davis, biolog na St Cloud State University v Minnesotě, který studii vedl. "Také si myslíme, že opakovaný vývoj bioluminiscence byl rozhodující pro diverzifikaci druhů [v] hlubinných a středomořských prostředích."

U ryb závisí skutečný akt rozsvícení buď na směsi chemikálií pro kutily, jejichž konečným výsledkem jsou fotony, nebo také tím, že se spojí s užitečnými bakteriemi, které se starají o osvětlení výměnou za úkryt. Ryby se spoléhají na bioluminiscenci pro řadu důležitých úkolů, od nalezení kořisti po vyhýbání se kořisti a hledání partnerů ke komunikaci prostřednictvím specifických blikajících vzorů, jako jsou světlušky. "To je vzrušující, protože pokud máte změny v komunikaci se světlem, pak máte potenciál pro genetické izolace, " říká Davis.

Různé způsoby, kterými se projevuje bioluminiscence, zahrnují speciální oční orgány, které pomáhají malým chlapcům spatřit predátory, barbells, jejichž jasné koncové body fungují jako návnady, a kontra-osvětlení - nebo pomocí bioluminiscence skrýt temnou siluetu proti klesajícímu světlu. A některé evolučně nedostupné druhy dokonce vystřelují bioluminiscenční goo, aby rozptýlily dravce.

Midshipman (Porichthys) vyzařující světlo z ventrálních fotoforů. Kromě přitažlivého žhnutí jsou ryby midshipman také známé svými hlasitými hučeními používanými při námluvách. (Matt Davis) Ryba baterky dostala svůj název od bakterií emitujících světlo, které se nacházejí v orgánech pod očima. (Matt Davis) Dračí rybka černá (Stomias atriventer) má na břiše bioluminiscenční fotofory. (Leo Smith) Zachovalý černý drak (Idiacanthus) s bioluminiscenčním ječmenem. (Matt Davis) Stříbrná sekera s bioluminiscenčním břichem. (Leo Smith)

Zatímco předchozí průzkumy identifikovaly bioluminiscenční skupiny ryb, nikdo nikdy nezkoumal tento jev v kontextu evoluční historie všech z nich. Davis a jeho kolegové analyzovali jeden mitochondriální a deset jaderných genových fragmentů, získaných prostřednictvím minulých studií a otevřených databází, pro 301 taxonomických skupin ryb s paprskem, které zahrnují téměř všechny světové ryby. Použili statistické metody k rekonstrukci, kolikrát se bioluminiscence samostatně vyvinula. Tyto metody také odhadly, jak dávno se různé linie lišily a kdy bioluminiscence rozzářila jejich evoluční historii.

Z výsledků vyplynulo, že bioluminiscence se vyvinula nezávisle 27krát u 14 hlavních skupin ryb, které sahaly do rané křídy 150 milionů let. Z těchto událostí je 17 z nich výsledkem symbiózy s bakteriemi produkujícími světlo, ačkoli vědci zjistili, že větší celkový počet druhů ryb produkuje své vlastní světlo spíše než spoléhat se na bakterie.

"Toto je nejkomplexnější vědecká publikace o distribuci bioluminiscence ryb, jaké kdy byly napsány, a autoři ukazují, že bioluminiscence se vyvinula vícekrát nezávisle, než se dříve myslelo, " říká Prosanta Chakrabarty, kurátorka ryb v přírodovědném muzeu Louisiana State University, který se nezúčastnil výzkumu. "Nyní, když tento článek řeší záhadu, jak je u ryb velmi rozšířená luminiscence, můžeme se začít ptát, jak se vyvinula bioluminiscence - která zůstává jednou z největších otázek v přírodní historii - a jak byl každý nezávislý vývoj odlišný."

Více ryb si může vytvořit své vlastní světlo, než jsme si mysleli