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Maneira de mais peixes podem fazer sua própria luz do que pensamos

A maioria dos moradores da terra está familiarizada com a bioluminescência apenas no contexto de vaga-lumes. Mas esse fenômeno natural é muito mais difundido do que aquelas maravilhas aladas deixam transparecer. A grande maioria das criaturas bioluminescentes no planeta é realmente encontrada no oceano, variando de bactérias a águas-vivas a tubarões.

Mas enquanto os cientistas sabiam que muitos peixes são bioluminescentes, eles só podiam adivinhar o quão comum é a produção de luz entre esses animais. Agora, novas pesquisas revelam resultados surpreendentes: até 80% dos peixes com nadadeiras radiais que vivem em águas abertas - do tamboril do fundo do mar aos peixes-lanterna residentes nos recifes de coral - produzem sua própria luz. Além disso, o fenômeno evoluiu independentemente nesse grupo 27 vezes. Como os pesquisadores relatam no PLOS ONE, essa prevalência inesperadamente alta implica que, para os peixes, a produção de sua própria luz é mais do que apenas um truque - também deve trazer vantagens significativas.

"O fato de a bioluminescência ter evoluído tantas vezes indica que ela tem uma forte importância biológica", diz Matthew Davis, biólogo da St. Cloud State University, em Minnesota, que liderou o estudo. “Também achamos que a evolução repetida da bioluminescência foi fundamental para a diversificação de espécies [em] ambientes de águas profundas e médias.”

Para um peixe, o ato de acender depende de uma mistura de produtos químicos cujo resultado final são os fótons, ou então se unindo a bactérias úteis que cuidam da iluminação em troca de abrigo. Os peixes confiam na bioluminescência para uma série de tarefas importantes, desde encontrar presa até evitar se tornar presa, e procurar parceiros para se comunicarem através de padrões específicos de flash, como vaga-lumes. "Isso é emocionante porque se você tem mudanças na comunicação com a luz, então você tem o potencial para isolamentos genéticos", diz Davis.

A variedade de maneiras que a bioluminescência se manifesta inclui os órgãos oculares especiais que ajudam os homenzinhos a identificar predadores, barras cujas pontas brilhantes agem como iscas e contra-iluminação - ou usando bioluminescência para esconder uma silhueta escura contra a luz que flui para baixo. E algumas espécies evolucionárias prontas até mesmo lançam uma gosma bioluminescente para distrair os predadores.

Um aspirante (Porichthys) emitindo luz de fotóforos ventrais. Além de brilhar de forma atraente, o peixe aspirante também é famoso por seus altos zumbidos usados ​​no namoro. (Matt Davis) O peixe lanterna recebe o nome da bactéria emissora de luz encontrada em órgãos abaixo dos olhos. (Matt Davis) Um peixe-dragão de barriga negra (Stomias atriventer) tem fotóforos bioluminescentes em sua barriga. (Leo Smith) Um Dragonfish preto preservado (Idiacanthus) com barbo bioluminescente. (Matt Davis) Um hatchetfish de prata com barriga bioluminescente. (Leo Smith)

Enquanto pesquisas anteriores identificaram grupos bioluminescentes de peixes, ninguém jamais examinou o fenômeno no contexto da história evolutiva de todos eles. Davis e seus colegas analisaram um fragmento de gene mitocondrial e dez nucleares, adquiridos através de estudos anteriores e bancos de dados abertos, para 301 grupos taxonômicos de peixes com nadadeiras de raios, um grupo que inclui quase todos os peixes do mundo. Eles usaram métodos estatísticos para reconstruir quantas vezes a bioluminescência evoluiu de forma independente. Esses métodos também estimaram há quanto tempo várias linhagens divergiram e quando a bioluminescência iluminou sua história evolutiva.

Os resultados revelaram que a bioluminescência evoluiu independentemente 27 vezes entre os 14 principais grupos de peixes, datando de 150 milhões de anos para o Cretáceo Inferior. Desses eventos, 17 deles são o resultado da simbiose com bactérias produtoras de luz, embora os pesquisadores descobriram que um maior número geral de espécies de peixes produz sua própria luz, em vez de depender de bactérias.

"Esta é a publicação científica mais abrangente sobre a distribuição de bioluminescência de peixes já escrita, e os autores mostram que a bioluminescência evoluiu mais vezes de forma independente do que se pensava anteriormente", diz Prosanta Chakrabarty, curador de peixes do Museu de Ciências Naturais da Universidade Estadual da Louisiana. que não esteve envolvido na pesquisa. "Agora que este artigo resolve o mistério de como a luminescência difundida está nos peixes, podemos começar a perguntar como a bioluminescência evoluiu - que continua sendo uma das maiores questões da história natural - e como cada evolução independente foi diferente".

Maneira de mais peixes podem fazer sua própria luz do que pensamos