La bioluminiscencia se originó 300 millones de años antes de lo que se pensaba

Coral de bambú resplandeciente (Foto: Expedición Bioluminiscencia 2009NOAA/REA)

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Un nuevo estudio sugiere que la bioluminiscencia evolucionó en los animales hace al menos 540 millones de años, unos 300 millones de años antes de lo registrado anteriormente.

Un estudio dirigido por científicos Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural Este rasgo evolucionó por primera vez en el suborden de antozoos llamado Octocorallia (la clase que contiene corales y anémonas) y está compuesto por todos los corales blandos, corales azules y plumas de mar.

La bioluminiscencia, mediante la cual los organismos producen luz a través de reacciones químicas, ha evolucionado al menos de forma independiente. 94 veces en la naturaleza, y se utiliza en una amplia gama de comportamientos, desde la comunicación y el cortejo hasta el camuflaje y la caza. Está presente en una amplia variedad de organismos marinos y terrestres, desde bacterias, hongos e insectos hasta dinoflagelados, peces y medusas.

Hasta la fecha, se cree que el primer ejemplo de bioluminiscencia en animales marinos ocurrió hace unos 267 millones de años en los ostrácodos, pequeños crustáceos (unos 13.000 de ellos) distribuidos por las aguas del mundo. Sin embargo, todavía hay incertidumbre sobre dónde y cuándo se originó este fenómeno.

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Pólipos bioluminiscentes iluminan las ramas de una especie de coral bambú
Coral de bambú bioluminiscente (Foto: Expedición Bioluminiscencia 2009NOAA/REA)

«Queríamos rastrear el momento del origen de la bioluminiscencia, y los octocorales son uno de los grupos de animales más antiguos del planeta conocidos por la bioluminiscencia», dijo Daniel DeLeo, autor principal del estudio. «Entonces la pregunta es: ¿cuándo desarrollaron esta habilidad?»

El equipo comenzó el proceso utilizando un árbol evolutivo detallado de octocorales que contiene datos genéticos de 185 especies diferentes publicado previamente por Andrea Quatrini y Catherine McFadden, coautoras del nuevo estudio. Al comparar fósiles de octocorales de estructura similar de edad conocida con especímenes más modernos, el equipo pudo determinar cuándo una especie divergió y divergió en ramas separadas del registro evolutivo.

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Los científicos utilizaron esta comparación para realizar una «reconstrucción del estado ancestral», mediante la cual los rasgos conocidos de los organismos vivos se extrapolan en el tiempo para encontrar su ancestro común.

«Si sabemos que estas especies de octocorales que viven hoy en día son bioluminiscentes, podemos utilizar las estadísticas para inferir si sus antepasados ​​tenían más probabilidades de ser bioluminiscentes o no», afirmó Quatrini. «En las civetas que viven con un rasgo compartido, cuanto más probable sea retroceder en el tiempo, más probable será que esos ancestros tuvieran ese rasgo».

Una especie de coral Iridogorgia se muestra en su estado natural y con luz emanando de sus pólipos
una raza Iridogorgia Un coral muestra la luz que emiten sus pólipos (Foto: NOAA Bioluminiscencia y visión en las profundidades marinas. 2015)

La metodología estándar reveló que el ancestro común más reciente de los octocorales, Thane, era bioluminiscente, un fenómeno que se originó hace unos 542 millones de años, al comienzo de la Era Cámbrica, un período en la historia de la Tierra en el que realmente existía vida multicelular. Empezó a ponerse de moda.

Después de determinar la duración de la bioluminiscencia, la siguiente pregunta que se hacen los científicos es: por qué Se formó. ¿Para qué sirvió en los pólipos coloniales sin ojos? ¿Por qué evolucionó en otros organismos no relacionados? ¿Podría haber evolucionado antes en los ancestros de los octocorales?

540 millones de años es un largo camino para mirar hacia atrás. Los ojos y otros órganos fotosensibles ya habían evolucionado y se encontraron en organismos del Cámbrico temprano, como los trilobites, lo que dio crédito a la idea de que la bioluminiscencia se usaba como una forma de comunicación entre los antozoos y otros organismos, tal vez como un mecanismo de defensa.

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Una especie de pluma de mar emite luz desde la base de cada uno de sus pólipos
Una Ambellula sp. Un bolígrafo marino que emite luz desde la base de cada pólipo (Foto: NOAA Bioluminiscencia y visión en las profundidades marinas. 2015)

Los estudios previos del equipo indican que la reacción química que causa la bioluminiscencia puede haber evolucionado como un mecanismo para eliminar el exceso de oxígeno (suficiente para ser tóxico para la vida marina) y la luz resultante se ha relacionado con un método de comunicación. Tardía en la evolución de los organismos.

Independientemente de su origen, el hecho de que la bioluminiscencia haya existido durante tanto tiempo indica que tiene un propósito evolutivo exitoso. DeLeo dijo que él y algunos de los coautores del estudio están trabajando actualmente en un «cálculo completo» de cuántas de las aproximadamente 3.000 especies de octocorales son bioluminiscentes y han perdido su carácter.

Esperan que el experimento arroje más luz sobre cómo y cuándo evolucionó por primera vez la bioluminiscencia, con la posibilidad de que estudios futuros determinen su antigüedad real.


Danielle M DeLeo, Manabu Bessho-Uehara, Steven HD Haddock, Catherine S McFadden y Andrea M Quattrini, 'Evolution of Bioluminescent in Anthozoa with Emphasis on Octocorallia', se publica bajo licencia de acceso abierto. Actas de la Royal Society b.

Mark 'Crowley' Russell
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