天博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

许多人都喜欢萤火虫，它的呈现，每每象征着精良的生态情况，和浪漫的气氛。

萤火虫受访者供图

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它是为数未几的能发光的陆生生物。颠末漫长的进化，萤火虫发光的“用途”已经包孕求偶举动，疑惑、诱捕猎物，吓唬猎食者等。

但萤火虫最初为何要发光，最初为何要演化出这类威力？

此前，学术界广泛承认的一种理论是萤科的先人最初演化的生物萤光是作为体内毒素的鉴戒旌旗灯号，告诉捕食者：我有毒！

不外，近日，西湖年夜学生命科学学院研究员、玻士生导师甄莹团队最新揭晓的一项研究，经由过程重构萤火虫体内毒素的演化汗青，推翻了上述理论。

相干论文于线揭晓于美国国度科学院院刊姐妹刊PNAS Nexus上，标题是《萤火虫毒素的演化发源晚在生物荧光》（Firefly toxin lucibufagins evolved after the origin of bioluminescence）。

8月4日，甄莹研究员以及该论文第一作者、玻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毒素是独一一种于多个属萤火虫中都存于的毒素。

“咱们基在当今萤火虫8个亚科中的6个亚科的萤火虫毒素举行检测，而且整合了前人的数据，发明能自立合成LBGs毒素的萤火虫，只局限于一个零丁的亚科中。”朱诚棋告诉彭湃新闻。

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

换句话说，只要一个亚科的萤火虫会自立合成LBGs毒素。

那末，萤火虫演化出发光威力是为了注解“我有毒”，这个理论还建立吗？

经由过程比对于全基因组上基因序列的相似性，研究职员经由过程高置信度的体系发育树来确定萤火虫毒素的呈现时间要晚在荧光呈现的时间。

他们研究发明，能自立�첩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间。

因而可知，纵然“我有毒”发光旌旗灯号理论建立，也不是萤火虫最初演化出发光威力的缘故原由。

那末，最初发光的缘故原由是甚么？甄莹团队探究了萤科生物荧光演化的汗青情况配景。

甄莹团队按照份子钟理论以及三个化石校准点，预计萤光以及LBGs毒素演化的时间。“想估算绝对于的汗青时间，就需要用有时间信息的化石来校准。”甄莹告诉彭湃新闻，化石证据能作为较好的时间刻度尺，联合物种树就能够用来估算汗青事务发生的时间。

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

于这一期间，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连续上升。

同时萤光反映的底物萤光素（luciferin）已经经被证明可以作为一种抗氧化剂。

是以，甄莹团队提出新的假说：萤火虫先人最初之以是演化出发光威力，多是为了应答日趋增长的氧气含量酿成的氧化应激压力以及燥热干燥的情况。它们演化出荧光素这类抗氧化剂，“点燃”耗损失过多的氧自由基，消弭过多的活性氧对于细胞的迫害作用，而发萤光可能最初只是一个副产品。

这个假说仍旧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逝世？

为何体内有毒素的萤火虫不会被自身毒素毒逝世？

甄莹团队经由过程份子动力学模仿以及钠钾泵酶活试验比对于发明，能自立合成LBGs毒素的萤火虫，其自身的ATPα卵白累积了突变，影响了毒素与它们的联合。这让它们对于LBGs毒素有必然的耐受性。

但可能还存于其他机制，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。

甄莹告诉彭湃新闻，萤火虫毒素属在强心类固醇毒素，这种化合物可以影响心脏紧缩以及血压，有较年夜的医药价值。此中包孕市场已经经呈现的药物地高辛，今朝这种化合物多经由过程化学合成或者者生物提取，它们的生物合成路子尚未获得彻底剖析。

而经由过程生物合成可以削减情况影响，降低成本，以至提高药物的品质以及保险性。

“咱们也对于剖析萤火虫毒素的生物合成路子比力感乐趣。”甄莹说。萤火虫受访者供图

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