雷竞技-萤火虫最初为什么发光？西湖大学研究：或不是为了说“我有毒”—新闻—科学网

良多人都喜好萤火虫，它的呈现，常常意味着杰出的生态情况，和浪漫的空气。

萤火虫受访者供图

?

它是为数不多的能发光的陆生生物。颠末漫长的进化，萤火虫发光的“用处”已包罗求偶行动，利诱、诱捕猎物，打单猎食者等。

但萤火虫最初为何要发光，最初为何要演变出这类能力？

此前，学术界普遍承认的一种理论是萤科的先人最初演变的生物萤光是作为体内毒素的鉴戒旌旗灯号，告知捕食者：我有毒！

不外，近日，西湖年夜学生命科学学院研究员、博士生导师甄莹团队最新颁发的一项研究，经由过程重构萤火虫体内毒素的演变汗青，颠覆了上述理论。

相干论文在线颁发在美国国度科学院院刊姐妹刊PNAS Nexus上，题目是《萤火虫毒素的演变发源晚在生物荧光》（Firefly toxin lucibufagins evolved after the origin of bioluminescence）。

8月4日，甄莹研究员和该论文第一作者、博士后朱诚棋接管了彭湃新闻的采访。

萤火虫最初发光不是为了用作毒素鉴戒旌旗灯号？

强心甾类化合物LBGs毒素是独一一种在多个属萤火虫中都存在的毒素。

“我们基在当今萤火虫8个亚科中的6个亚科的萤火虫毒素进行检测，而且整合了前人的数据，发现能自立合成LBGs毒素的萤火虫，只局限在一个零丁的亚科中。”朱诚棋告知彭湃新闻。

固然北美有些萤火虫体内也存在这类毒素，但这是它们吃了其他含LBGs毒素的萤火虫致使的。

换句话说，只有一个亚科的萤火虫会自立合成LBGs毒素。

那末，萤火虫演变动身光能力是为了注解“我有毒”，这个理论还成立吗？

经由过程比对全基因组上基因序列的类似性，研究人员经由过程高置信度的系统发育树来肯定萤火虫毒素的呈现时候要晚在荧光呈现的时候。

他们研究发现，能自立合成LBGs的萤火虫最早只能追溯到萤亚科（Lampyridae）的配合先人，远远晚在萤科（Lampyridae）中萤光最初呈现的时候。

因而可知雷竞技，即便“我有毒”发光旌旗灯号理论成立，也不是萤火虫最初演变动身光能力的缘由。

那末，最初发光的缘由是甚么？甄莹团队探讨了萤科生物荧光演变的汗青情况布景。

甄莹团队按照份子钟理论和三个化石校准点，估量萤光和LBGs毒素演变的时候。“想估算绝对的汗青时候，就需要用有时候信息的化石来校准。”甄莹告知彭湃新闻，化石证据能作为较好的时候刻度尺，连系物种树便可以用来估算汗青事务产生的时候。

经由过程研究，他们推算萤火虫所属的支系萤光呈现的时候约为距今1.8亿年前的侏罗纪期间。

在这一期间，与年夜洋缺氧事务（Toarcian Oceanic Anoxic Event）互相关注的生物年夜灭尽事务“翻篇”后，年夜气中的氧气含量从一个汗青最低点延续上升。

同时萤光反映的底物萤光素（luciferin）已被证实可以作为一种抗氧化剂。

是以，甄莹团队提出新的假说：萤火虫先人最初之所以演变动身光能力，多是为了应对日趋增添的氧气含量酿成的氧化应激压力和酷热干燥的情况。它们演变出荧光素这类抗氧化剂，“点燃”耗损失落过量的氧自由基，消弭过量的活性氧对细胞的迫害感化，而发萤光可能最初只是一个副产品。

这个假说依然需要更多的证据来验证。

萤火虫为何不会被本身体内毒素毒死？

为何体内有毒素的萤火虫不会被本身毒素毒死？

甄莹团队经由过程份子动力学摹拟和钠钾泵酶活尝试比对发现，能自立合成LBGs毒素的萤火虫，其本身的ATPα卵白积累了突变，影响了毒素与它们的连系。这让它们对LBGs毒素有必然的耐受性。

但可能还存在其他机制，来帮忙萤火虫“制衡”体内的毒素。这也是甄莹团队将来想要解答的问题之一。

甄莹告知彭湃新闻，萤火虫毒素属在强心类固醇毒素，这类化合物可以影响心脏缩短和血压，有较年夜的医药价值。此中包罗市场已呈现的药物地高辛，今朝这类化合物多经由过程化学合成或生物提取，它们的生物合成路子还没有获得完全解析。

而经由过程生物合成可以削减情况影响，下降本钱，乃至提高药物的质量和平安性。

“我们也对解析萤火虫毒素的生物合成路子比力感爱好。”甄莹说。萤火虫受访者供图

特殊声明：本文转载仅仅是出在传布信息的需要，其实不意味着代表本网站不雅点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或小我从本网站转载利用，须保存本网站注明的“来历”，并自大版权等法令责任；作者假如不但愿被转载或联系转载稿费等事宜，请与我们联系。