Cum a produs evoluția un licurici?

La un nivel, avem niște licurici. Cunoaștem enzima pe care o folosesc pentru a produce lumină (numită luciferază), precum și substanțele chimice pe care le folosesc în reacția de generare a luminii. Le cunoaștem atât de bine încât le-am transformat în instrumente utile pentru studiul altor aspecte ale biologiei, astfel încât mulți oameni care nu au văzut niciodată un licurici au folosit luciferaza de licurici în laborator.

Dar la un alt nivel, sunt multe pe care nu le înțelegem. Licuricii exercită în mod clar un nivel de control asupra momentului în care se aprind și o fac doar în organe specializate. Și nu există nimic ca acel organ la alte specii. Deci, cumva, licuricii au dezvoltat un organ elaborat de producere a luminii și nu există niciun semn de potențiali precursori în speciile înrudite. Ceea ce îl face un pic un mister.

Acum, o pereche de cercetători din Wuhan, China, (Xinhua Fu și Xinlei Zhu) au început să dezvăluie ce se întâmplă la nivelul genelor responsabile. Și, deși nu au produs o imagine completă a modului în care evoluția a construit licuricii, ne-au adus mult mai aproape.

În urma luminii

Știm destul de bine cum produc licuricii lumină. În primul rând, nu se limitează la adulții cu care suntem familiarizați. Stadiile larvare se aprind, de asemenea, și se crede că aceasta este o modalitate de a semnala toxicitatea lor potențialilor prădători. O idee este că așa a evoluat inițial sistemul care emite lumină, iar ulterior a fost adaptat pentru împerechere.

În orice caz, organele adulte se formează în segmente specifice ale abdomenului gândacului (se formează în segmente diferite la masculi și femele). Acestea includ o cuticulă transparentă pe exteriorul insectei și celule specializate care emit lumină dedesubt.

În cadrul acestor celule, enzima luciferază este trimisă într-un compartiment numit peroxizom, unde diferite substanțe chimice sunt în mod normal descompuse prin reacții de oxidare. La cel mai simplu nivel, acest lucru are sens deoarece reacția pe care o catalizează luciferaza implică oxigen. Dar există unele indicii că peroxizomii celulelor producătoare de lumină sunt specializați pentru asta și ar putea să nu mai poată îndeplini toate celelalte funcții ale peroxizomilor.

Una dintre cele mai ușoare modalități de a studia caracteristici noi precum aceasta este identificarea genelor implicate în producerea lor. Aici, genetica nu funcționează foarte bine, deoarece licuricii sunt foarte greu de înmulțit în laborator. O altă opțiune este de a secvența genomul licuricilor și a rudelor acestora și de a căuta gene nou evoluate sau gene existente care au suferit dublări, astfel încât să existe copii suplimentare. Acest lucru a fost încercat la licurici și au fost identificate câteva gene potențial interesante. Dar niciuna dintre acestea nu pare să aibă vreo legătură cu a face lumină.