这次研究人员在白垩纪中期缅甸琥珀中发现了一枚保存较完好的阿扎白垩光萤雄性标本。白垩光萤的触角具有12节,呈双栉状,与现生的光萤科相似。白垩光萤中的发光器官或许与抵御这些捕食者有关。
白垩光萤的第1—3节可见腹板上具有一个浅色明亮区域,这可解释为它的发光器官,其位置与雌光萤科中的一些物种十分相似。这一发现表明发光的萤类进化枝至少在白垩纪中期就已经发生了多样化。在白垩纪,包括蚂蚁、青蛙、早期鸟类在内的软躯体叩甲的潜在捕食者发生了快速分化。
白垩光萤的发现也为这一类群的软躯体化及生物地理提供了新的见解。华光叩甲科昆虫的身体完全硬化,而萤类进化枝中的其余类群身体都发生了强烈的软化。白垩光萤的身体介于二者之间,处于中间过渡状态,填补了这一演化上的缺环。
生物发光是进化生物学最有趣的现象之一,主要用于警戒和求偶交流。因此,自达尔文时期甚至更早,具有生物发光的类群就吸引着众多生物学家。萤火虫是最著名的陆生发光生物,其中一些属的有限地理分布和种群稀有性,使得萤火虫的分子系统发育关系仍有诸多不确定性,限制了对生物发光起源与进化这一有趣现象的探讨。
日本基础生物学研究所和中部大学等研究团队在16日的国际科学杂志网络版发布研究成果称,通过解析萤火虫的基因组发现,萤火虫在反复发生基因错误复制后获得了发光的能力。该团队认为,多种生物拥有的脂肪酸代谢酶的基因是发光相关基因的起源。
发光生物除萤火虫外,还包括鱼类、软体动物和蘑菇等多种生物,萤火虫的成虫发光被认为是求偶行为。中部大学研究发光生物学的副教授大场裕一期待地表示,“以分析萤火虫为契机,有望了解发光生物进化历史。”
研究团队解析了日本具有代表性的萤火虫“平家萤”和美国名为“photinus pyralis”的萤火虫的基因组,对两者分别锁定了约1.5万个基因。
此外关注已知与发光有关的“萤光素酶”(Luciferase)的基因,详细调查序列后发现,这与参与脂肪酸代谢的酶基因相似。据分析,由于此外也发现几种相似的基因,细胞分裂时通常应该一对一复制的脂肪酸代谢酶基因反复发生一对多的复制错误,其中之一变为萤光素酶的基因。
据称,由于两种萤火虫祖先在约1.05亿年前分化,因此可以认为基因复制错误在那之前就已发生。