מחקר גנומי שנערך לאחרונה בראשות Ying Zhen הפריך את האמונה המסורתית לפיה גחליליות פיתחו את הזוהר שלהן כמנגנון הגנה לאותת על רעילותן. במקום זאת, המחקר מצביע על כך ש-bioluminescence בגחליליות מקורה כתגובה ללחץ חמצוני, לפני התפתחות התרכובות הרעילות שלהן, לוציבופגינים, שנמצאות רק בתת-קבוצה של מיני גחליליות.
מחקר גנומי אחרון מראה שהביו-אורה של גחליליות קודמת לתכונות הרעילות שלהן, ואולי מתפתחת כתגובה ללחץ חמצוני.
ניתוח גנומי הפך את ההשערה המובילה למקור אורות הגחליליות. בעבר, האמינו כי Lampyridae משפחת החיפושיות, המכונה בדרך כלל גחליליות, פיתחה בתחילה את האורות הבהירים שלהן כאות אזהרה המפרסם את רעילותן לטורפים, אשר אומצה מאוחר יותר כאות הזדווגות. הסבר זה יסביר מדוע גם ביצים, זחלים וגלמים זוהרים.
Abscondita anceyi משמורת הטבע הלאומית וולונג, סצ'ואן, סין. קרדיט: Chengqi Zhu
תובנות גנטיות לגבי ביולוגיות של גחליליות
החוקר יינג ג'ן ועמיתיו העמידו את החוכמה המקובלת במבחן על ידי חיבור עץ משפחה של גחליליות ומעקב אחר התפתחות התרכובות הכימיות שהופכות את הגחליליות לרעילות: לוציבופגינים. הצוות אסף דגימות טריות עבור 16 מִין שֶׁל Lampyridae ממקומות מגוונים ברחבי סין, יחד עם שני מינים קשורים, אותם ניתחו יחד עם אוספים קיימים ונתונים גנטיים. בסך הכל, המחברים ריכזו נתונים ברמה הגנומית מ-41 מינים. עבור כל מין, המחברים חיפשו גם לוציבופגינים באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית-ספקטרומטריית מסה.
אבסונדיטה sp. משמורת הטבע הלאומית של הר טיאנמו, ג'ג'יאנג, סין. קרדיט: דונגדונג שו
ביולוגית לעומת נוכחות רעלן בגחליליות
המחקר שלהם גילה כי הלוציבופגינים נמצאים רק בתת-משפחה אחת של גחליליות, בעוד שאור ביולוגי נמצא ברחבה על פני כל המשפחה, מה שמרמז מאוד על כך שהרעלן התפתח לאחר התפתחות ביולוגית.
פילוגניית סבירות מקסימלית מכוילת זמן של 41 חיפושיות מבוססת על 1,353 רצפי נוקלאוטידים של אורתולוגים. הצומת כאשר ה-Lucibufagins של גחליליות התפתחו לראשונה מסומן על ידי מולקולה והאבות הקדמונים העדכניים ביותר של Lampyridae מסומנים בקריקטורה של גחליליות. המספרים מעל הצמתים הם זמן סטייה חציוני משוער לפני מיליוני שנים. קריקטורות מאובנים על הצמתים מייצגות את שלושת כיולי המאובנים שבהם נעשה שימוש. סרגל הצבעים בתחתית מציג רמות היסטוריות של חמצן. קרדיט: Zhu et al
השערה חדשה על מקור אור הגחלילית
אז למה גחליליות התחילו לזרוח לראשונה? המצע של ביולוגיות גחליליות, לוציפרין, הוכח בעבר כבעל תכונות נוגדות חמצון. יינג ג'ן ועמיתיו גילו שאבות קדמונים של גחליליות התפתחו והתגוונו במהלך תקופה היסטורית שבה רמות החמצן באטמוספירה המשיכו לעלות משפל היסטורי לאחר האירוע האנוקסי של האוקיינוס הטוארסי. המחברים גם מציינים שרוב הרגליים זוהרות נחשבות בתחילה שהתפתחו ביולוגיות כדי להתמודד עם מתח חמצוני בסביבות חמות ויבשות ומציעים שאולי הגחליליות הלכו בדרך דומה.
Pyrocoelia analis מ-Tunchang, Hainan, סין. קרדיט: Chengqi Zhu
