O que é bioluminescência, as origens deste fenômeno maravilhoso

A bioluminescência nasceu debaixo d'água há cerca de 540 milhões de anos.Os octocorais, ancestrais dos corais moles, desenvolveram pela primeira vez a capacidade de produzir luz durante o período Cambriano.Ferramenta engenhosa para comunicação, predação e defesa.

A cada momento, durante milhões de anos, milhares de luzes foram acesas na escuridão do abismo. Como vaga-lumes viajando no mar.Corais, algas, peixes, pequenos crustáceos ou invertebrados invisíveis brilham enquanto oscilam em profundidade ou brilham entre as ondas que quebram na costa.

Lá bioluminescência, a capacidade dos seres vivos de produzir luz através de reações químicas, é um fenômeno complexo, mas surpreendentemente comum no reino animal, tendo evoluído pelo menos 94 vezes de forma independente.Até o momento é encontrado em aproximadamente três mil espécies, mas já há 540 milhões de anos os octocorais, ancestrais dos corais moles, gorgónias e penas marinhas, utilizavam-nos para diversas funções, incluindo atrair presas e comunicar na faixa mais escura dos mares, a chamada escuro, isto é, onde a luz do Sol não chega.Ele revelou isso um novo estudo conduzido por pesquisadores do Museu Nacional Smithsonian de História Natural em Washington, publicado no Proceedings of the royal society B, que data o nascimento da bioluminescência quase na mesma época duas vezes mais remoto do que o estimado até agora.Na verdade, pensava-se que a origem mais antiga desta capacidade bioquímica remontava a cerca de 267 milhões de anos atrás, e que surgiu no ostracodes, pequenos crustáceos capazes de produzir luz azul, mesmo de forma sincronizada, envolvendo milhares de exemplares em uníssono durante o período reprodutivo.São eles que transformam as praias tropicais em paisagens surreais e fosforescentes, como um feitiço ou um jogo mágico.

A bioluminescência foi uma das primeiras formas de comunicação nos oceanos, talvez uma das primeiras na Terra.

Andrea Quattrini, pesquisadora 

Um fenômeno envolto em mistério

A bioluminescência é o produto da reação química entre a proteína luciferina e a enzima luciferase que determina a emissão de luz nos organismos vivos.No ambiente marinho ocorre através de órgãos específicos, i. fotóforos, composto por células chamadas fotócitos.

Produzir sua própria luz é funcional para caça, confundindo predadores e camuflagem, para indicar perigo, atordoar a presa, procurar parceiros.E nas profundezas, num mundo escuro isolado em silêncio absoluto, mesmo uma pequena faísca pode fazer a diferença entre a vida e a morte.As estruturas que permitem a reação à luz permaneceram quase idênticas ao longo do tempo e estão presentes em grupos vivos muito distantes uns dos outros a nível evolutivo, testemunhas de um fenómeno omnipresente e bastante comum, cuja história permaneceu durante muito tempo envolta em mistério.O passado e os mecanismos que permitiram uma difusão tão ampla, na verdade, são muito difícil de estudar:a bioluminescência é um comportamento que não deixa vestígios nos fósseis e, nas palavras dos autores da pesquisa, “ninguém sabe realmente por que o fenômeno apareceu no mundo animal”.

Para complicar ainda mais a questão, eu fósseis organismos bioluminescentes muitas vezes nem existem.O corais moles, Na verdade, não formam recifes de coral de material calcário, mas constroem colônias de pólipos expelindo uma estrutura flexível, na qual apenas pequenos fragmentos de matéria semelhante a um esqueleto estão embutidos.

Análises genéticas em árvores de luz

Para explicar por que essa capacidade bioquímica evoluiu, segundo os especialistas era necessário saber quando ela apareceu pela primeira vez na Terra.Os pesquisadores decidiram, portanto, mergulhar na história evolutiva de octocorais, um antigo grupo de animais que só acendem se forem perturbados do lado de fora.Esta condição sempre despertou grande interesse na comunidade científica, tanto em 2022 Andrea Quattrini e seus colaboradores realizaram análises genéticas aprofundadas, reconstruindo a filogenia de 185 espécies.E foi dentro desta árvore da vida que identificaram os ramos que continham as espécies luminosas.Então, partindo dos dois mais conhecidos e adotando uma série de técnicas estatísticas, eles conseguiram colocar no tempo a origem do fenômeno.

A explosão cambriana

“Nosso estudo mostra que a bioluminescência existe pelo menos desde o período cambriano, há cerca de 540 milhões de anos, quando os animais se deslocaram pela primeira vez das áreas superficiais dos oceanos para as profundezas onde a luz não chega”, explicou o responsável pelo estudo. .E então tudo volta.Essa foi precisamente a época em que a Terra deixou de ser povoada por organismos simples e unicelulares para se tornar uma excepcional variedade de formas de vida, quando fortes aumentos e diminuições acentuadas nos níveis de oxigênio se alternavam na atmosfera.Ao longo de pouco mais de treze milhões de anos, ocorreu uma rápida diversificação de novas espécies animais, conhecida como “explosão cambriana”, com picos evolutivos e grandes extinções.E, nem é preciso dizer, foi também o período em que se desenvolveram os primeiros rudimentares sensores de luz.

Em um momento tão grande transição evolutiva, a bioluminescência tornou-se a engenhosa ferramenta de comunicação que os corais se desenvolveram para confundir presas ou assustar predadores.

Mas há mais.No estudo, os pesquisadores destacaram a dependência das reações luminosas da presença de oxigênio na água.As descobertas sugerem, portanto, que a bioluminescência evoluiu como estratégia de desintoxicação para eliminar formas reativas de oxigênio do corpo, eu radicais livres, com a produção leve como subproduto secundário.

A capacidade de produzir luz é generalizada em habitats pelo menos duzentos metros abaixo do nível do mar.Acreditamos, portanto, que a origem do comportamento pode estar relacionada a um estilo de vida em águas profundas.Para os táxons bioluminescentes que vivem mais na superfície, entretanto, a diversificação teria ocorrido em uma era mais recente.

Andrea Quattrini

Apesar das últimas notícias, algumas questões permanecem ainda sem resposta.Se fosse realmente tão benéfico, por que algumas espécies perderam a capacidade de acender?E como eles perderam isso? A frente de pesquisa ainda está aberta.Estudos futuros terão que analisar melhor o gene que codifica a proteína luciferase, também presente em octocorais não bioluminescentes, para compreender os mecanismos que levaram alguns grupos a perder este talento surpreendente.Descobri-los ativará uma nova luz na escuridão do conhecimento.