Los primeros animales luminiscentes alumbraron los océanos hace 500 millones de años

El árbol genealógico de los octocorales sitúa el origen de la bioluminiscencia hace 540 millones de años, cuando las primeras especies animales desarrollaron ojos.

Publicado originalmente por Freda Kreier en Nature, el 24 de abril de 2024

Un octocoral bioluminiscente, Iridogorgia magnispiralis.Crédito: NOAA Office of Ocean Exploration and Research, Deepwater Wonders of Wake

Hace unos 540 millones de años, un antiguo grupo de corales desarrolló la capacidad de producir su propia luz.

Los científicos ya habían descubierto que la bioluminiscencia es un rasgo antiguo: se calcula que un grupo de crustáceos diminutos fabricó su propia luz por primera vez hace 267 millones de años. Pero este nuevo hallazgo retrasa aún más los orígenes de la bioluminiscencia, unos 270 millones de años.

"No teníamos ni idea de que fuera a ser tan antiguo", afirma Danielle DeLeo, bióloga marina evolutiva de la Universidad Internacional de Florida, en Miami, que dirigió el estudio, publicado el 24 de abril en Proceedings of the Royal Society B. "El hecho de que este rasgo se haya conservado durante cientos de millones de años nos dice que realmente confiere algún tipo de ventaja competitiva".

La bioluminiscencia ha evolucionado de forma independiente al menos 100 veces en animales y otros organismos. Algunas especies bioluminiscentes, como las luciérnagas, utilizan su luz para comunicarse en la oscuridad. Otros animales, como el rape, la utilizan como señuelo para atraer a sus presas o ahuyentar a los depredadores.

Sin embargo, no siempre está claro por qué evolucionó la bioluminiscencia. Por ejemplo, los octocorales. Estos organismos de cuerpo blando se encuentran tanto en aguas poco profundas como en las profundidades oceánicas y producen una enzima llamada luciferasa que descompone una sustancia química para producir luz. Pero no está claro si los octocorales brillantes utilizan su luz para atraer al zooplancton como presa o para algún otro fin.

La primera luz

En busca de respuestas, DeLeo y sus colegas analizaron un amplio conjunto de datos de secuencias genéticas y el escaso registro fósil de octocorales para reconstruir la historia evolutiva de estos animales. A continuación, utilizaron un modelo informático para determinar la probabilidad de que las especies ancestrales fueran bioluminiscentes.

El modelo reveló que el antepasado común de todos los octocorales -que vivió hace unos 540 millones de años- era probablemente bioluminiscente. El hallazgo sugiere que la biofluorescencia basada en la luciferasa evolucionó pronto y los descendientes no bioluminiscentes de los antiguos octocorales brillantes la perdieron.

El estudio demuestra que la bioluminiscencia existe al menos desde el periodo Cámbrico (hace entre 540 y 485 millones de años), cuando las primeras especies animales desarrollaron ojos. Esto es sorprendente, dice el biólogo evolutivo Todd Oakley, de la Universidad de California en Santa Bárbara, porque la bioluminiscencia es un rasgo que "tiende a encenderse y apagarse" a lo largo del tiempo evolutivo.

La luciferasa es sólo una de las formas en que los animales producen luz. Otros organismos utilizan una química diferente para conseguir su brillo revelador. En el caso de los octocorales, el sistema de luciferasa podría haber evolucionado para la producción de un antioxidante, dice DeLeo. Más tarde, la capacidad de generar de luz de la reacción habría resultado útil para la comunicación.

En cualquier caso, la antigüedad del origen de la bioluminiscencia sugiere que podría ser una de las formas de comunicación más antiguas de la Tierra, afirma. "Si produces luz, sea o no intencionada, estás enviando señales a otros animales", explica. "Como: '¡Eh, estoy aquí!".

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-01183-5

Referencias: DeLeo, D. M., Bessho-Uehara, M., Haddock, S. H. D., McFadden, C. S. & Quattrini, A. M. Proc. R. Soc. B 291, 20232626 (2024).