Por que os vaga-lumes brilham? Novas pesquisas subvertem as atuais teorias de origem

Um estudo genómico recente liderado por Ying Zhen refutou a crença tradicional de que os vaga-lumes desenvolveram a sua luminescência como um mecanismo de defesa para sinalizar a sua toxicidade. Em vez disso, a investigação indica que a bioluminescência nos vaga-lumes teve origem como uma resposta ao stress oxidativo, anterior à evolução dos seus compostos tóxicos, as lucibufaginas, que são encontradas apenas num subconjunto de espécies de vaga-lumes. Imagem via Unsplash

doi.org/10.1093/pnasnexus/pgae215
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Pesquisa genômica recente mostra que a bioluminescência do vaga-lume é anterior às suas características tóxicas, possivelmente evoluindo como uma resposta ao estresse oxidativo

A análise genômica derrubou a principal hipótese para a origem das luzes dos vaga-lumes.

Anteriormente, acreditava-se que a família de besouros Lampyridae, comumente conhecidos como vaga-lumes, inicialmente desenvolveu suas luzes brilhantes como um sinal de alerta anunciando sua toxicidade para os predadores, o que mais tarde foi adotado como um sinal de acasalamento.

Essa explicação explicaria por que ovos, larvas e pupas também brilham.

Abscondita anceyi da Reserva Natural Nacional de Wolong, Sichuan, China. Crédito: Chengqi Zhu

Insights genéticos sobre a bioluminescência do vaga-lume

O pesquisador Ying Zhen e seus colegas colocaram a sabedoria convencional à prova compilando uma árvore genealógica de vaga-lumes e traçando a evolução dos compostos químicos que tornam os vaga-lumes tóxicos: as lucibufaginas.

A equipe coletou amostras frescas de 16 espécies de Lampyridae de diversos locais da China, juntamente com duas espécies relacionadas, que analisaram juntamente com coleções preexistentes e dados genéticos.

No total, os autores compilaram dados de nível genômico de 41 espécies.

Para cada espécie, os autores também procuraram lucibufaginas usando cromatografia líquida-espectrometria de massa.

Absondita sp. da Reserva Natural Nacional do Monte Tianmu, Zhejiang, China. Crédito: Dongdong Xu

Bioluminescência versus presença de toxinas em vaga-lumes

Seu estudo revelou que as lucibufaginas são encontradas apenas em uma subfamília de vaga-lumes, enquanto a bioluminescência é encontrada amplamente em toda a família, sugerindo fortemente que a toxina evoluiu após o desenvolvimento da bioluminescência.

Filogenia de máxima verossimilhança calibrada no tempo de 41 besouros com base em 1.353 sequências de nucleotídeos ortólogos. O nó quando as lucibufaginas do vaga-lume evoluíram pela primeira vez é marcado por uma molécula e os ancestrais comuns mais recentes dos Lampyridae são marcados com um desenho animado do vaga-lume. Os números sobre os nós são o tempo médio de divergência estimado em milhões de anos atrás. Os desenhos fósseis nos nós representam as três calibrações fósseis utilizadas. A barra colorida localizada na parte inferior mostra os níveis históricos de oxigênio. Crédito: Zhu et al

Nova hipótese sobre a origem da luz dos vaga-lumes Então, por que os vaga-lumes começaram a brilhar? O substrato da bioluminescência do vaga-lume, a luciferina, já demonstrou ter propriedades antioxidantes.

Ying Zhen e colegas descobriram que os ancestrais dos vaga-lumes evoluíram e se diversificaram durante um período histórico em que os níveis de oxigênio atmosférico continuaram a subir de um mínimo histórico após o Evento Anóxico Oceânico de Toarcian.

Pyrocoelia analis de Tunchang, Hainan, China. Crédito: Chengqi Zhu

Os autores também observam que se pensa que os milípedes brilhantes desenvolveram inicialmente a bioluminescência para lidar com o stress oxidativo em ambientes quentes e secos e sugerem que talvez os vaga-lumes tenham seguido um caminho semelhante.

Publicado em 09/07/2024 21h17

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