Ateş Böcekleri Neden Parlar? Yeni Araştırma Mevcut Köken Teorilerini Altüst Ediyor
Ying Zhen liderliğindeki yakın tarihli bir genomik çalışma, ateş böceklerinin toksisitelerini belirtmek için savunma mekanizması olarak lüminesanslarını geliştirdikleri yönündeki geleneksel inancı çürütmüştür. Bunun yerine araştırma, ateş böceklerindeki biyolüminesansın, yalnızca bir ateş böceği türünün alt kümesinde bulunan toksik bileşikleri olan lüsibufaginlerin evriminden önce, oksidatif strese bir yanıt olarak ortaya çıktığını göstermektedir.
Son genom araştırmaları, ateş böceklerinin biyolüminesansının toksik özelliklerinden önce ortaya çıktığını ve muhtemelen oksidatif strese bir yanıt olarak evrimleştiğini gösteriyor. Genomik analiz, ateş böceği ışıklarının kökenine dair önde gelen hipotezi altüst etti.
Daha önce, yaygın olarak ateş böcekleri olarak bilinen Lampyridae böcek ailesinin, başlangıçta parlak ışıklarını yırtıcılara karşı zehirli olduklarını duyuran bir uyarı sinyali olarak geliştirdiğine ve daha sonra bunun bir çiftleşme sinyali olarak benimsendiğine inanılıyordu. Bu açıklama, yumurtaların, larvaların ve pupaların da neden parladığını açıklar.
Ateş Böceği Biyolüminesansına İlişkin Genetik Görüşler
Araştırmacı Ying Zhen ve meslektaşları , ateş böceklerinin bir aile ağacını derleyerek ve ateş böceklerini zehirli yapan kimyasal bileşiklerin, lucibufaginlerin evrimini izleyerek geleneksel bilgeliği teste tabi tuttular. Ekip, Çin’in çeşitli yerlerinden 16 Lampyridae türü için taze örnekler topladı ve ayrıca iki ilgili tür topladı ve bunları önceden var olan koleksiyonlar ve genetik verilerle birlikte analiz ettiler. Yazarlar toplamda 41 türden genomik düzeyde veri derlediler. Yazarlar her tür için sıvı kromatografi-kütle spektrometrisi kullanarak lucibufaginleri de aradılar.
Ateşböceklerinde Biyolüminesans ve Toksin Varlığı
Yapılan araştırmada, lucibufaginlerin yalnızca ateş böceklerinin bir alt familyasında bulunduğu, biyolüminesansın ise tüm familyada yaygın olarak bulunduğu ortaya çıktı. Bu da toksinin biyolüminesansın gelişmesinden sonra evrimleştiğini kuvvetle düşündürüyor.
1.353 ortolog nükleotid dizisine dayalı 41 böceğin zaman kalibreli maksimum olasılık filogenisi. Ateş böceği lucibufaginlerinin ilk evrimleştiği düğüm bir molekülle işaretlenmiştir ve Lampyridae’nin en son ortak ataları bir ateş böceği karikatürüyle işaretlenmiştir. Düğümlerin üzerindeki sayılar milyonlarca yıl önce tahmini medyan sapma zamanıdır. Düğümlerdeki fosil karikatürleri kullanılan üç fosil kalibrasyonunu temsil eder. Altta bulunan renk çubuğu oksijenin tarihsel seviyelerini gösterir.
Ateş Böceği Işığının Kökeni Hakkında Yeni Hipotez
Peki ateş böcekleri ilk olarak neden parlamaya başladı? Ateş böceği biyolüminesansının substratı olan lüsiferinin antioksidan özelliklere sahip olduğu daha önce gösterilmişti. Ying Zhen ve meslektaşları, ateş böceği atalarının, Toarcian Okyanus Anoksik Olayı’ndan sonra atmosferik oksijen seviyelerinin tarihi bir düşük seviyeden yükselmeye devam ettiği tarihi bir dönemde evrimleştiğini ve çeşitlendiğini buldu. Yazarlar ayrıca, parlayan kırkayakların başlangıçta sıcak ve kuru ortamlarda oksidatif stresle başa çıkmak için biyolüminesans geliştirdiğinin düşünüldüğünü ve belki de ateş böceklerinin benzer bir yol izlediğini öne sürüyorlar.
