Animales con bioluminiscencia: así fueron las primeras especies

La bioluminiscencia o capacidad de producir luz evolucionó por primera vez en animales hace al menos 540 millones de años en un grupo de invertebrados marinos llamados octocorales, lo que retrocede en 273 millones de años el anterior registro más antiguo.

Así se desprende de un nuevo estudio realizado por científicos del Museo Nacional de Historia Natural del Instituto Smithsoniano (Estados Unidos).

La bioluminiscencia es la capacidad de los seres vivos para producir luz mediante reacciones químicas y ha evolucionado de forma independiente al menos 94 veces en la naturaleza.

Así ha sido la evolución de la bioluminiscencia en algunas especies marinas

Está capacidad está involucrada en una amplia gama de comportamientos que incluyen el camuflaje, el cortejo, la comunicación y la caza. Hasta ahora, se pensaba que el origen más antiguo de la bioluminiscencia en animales se remontaba a hace unos 267 millones de años en pequeños crustáceos marinos llamados ostrácodos.

"Nadie sabe muy bien por qué evolucionó por primera vez en los animales", según Andrea Quattrini, conservadora de corales del Museo Nacional de Historia Natural y autora principal del estudio.

Para que Quattrini y Danielle DeLeo, investigadora asociada del Museo y ex becaria postdoctoral, abordaran de forma más amplia de por qué evolucionó la bioluminiscencia, necesitaban saber cuándo apareció por primera vez esta capacidad en los animales.

En busca de los orígenes más antiguos de este rasgo, el equipo investigador decidió retroceder en la historia evolutiva de los octocorales, un grupo de animales evolutivamente antiguo y frecuentemente bioluminiscente que incluye corales blandos, abanicos de mar y plumas de mar.

Al igual que los corales duros, los octocorales son diminutos pólipos coloniales que secretan una estructura que se convierte en su refugio, pero, a diferencia de sus parientes pétreos, esta suele ser blanda.

Los octocorales que brillan normalmente solo lo hacen cuando se les golpea o se les molesta de otro modo, lo que deja un poco misteriosa la función precisa de su capacidad para producir luz.

"Queríamos descubrir el momento del origen de la bioluminiscencia y los octocorales son uno de los grupos de animales más antiguos del planeta que se sabe que tienen bioluminiscencia", indica DeLeo, quien añade: "Entonces, la pregunta era ¿cuándo desarrollaron esta habilidad?".

Quattrini y Catherine McFadden, del Harvey Mudd College (Estados Unidos) completaron un árbol evolutivo de los octocorales en 2022, con relaciones evolutivas utilizando datos genéticos de 185 especies.

Con este árbol evolutivo basado en evidencia genética, DeLeo y Quattrini ubicaron dos fósiles de octocorales de edades conocidas dentro del árbol según sus características físicas.

Un repaso por los árboles genealógicos de estas especies marinas tan particulares

Pudieron utilizar las edades de los fósiles y sus respectivas posiciones en el árbol evolutivo de los octocorales hasta la fecha para determinar aproximadamente cuándo los linajes de se dividieron para convertirse en dos o más ramas. A continuación, el equipo trazó las ramas de la filogenia que presentaban especies bioluminiscentes vivas.

Una vez fechado el árbol evolutivo y etiquetadas las ramas que contenían especies luminosas, el equipo utilizó una serie de técnicas estadísticas para realizar un análisis llamado reconstrucción del estado ancestral.

Los investigadores utilizaron numerosos métodos estadísticos diferentes para reconstruir su estado ancestral, pero todos llegaron al mismo resultado: hace unos 540 millones de años, el ancestro común de todos los octocorales era muy probablemente bioluminiscente.

Esto es 273 millones de años antes que los brillantes crustáceos ostrácodos, que ostentaban el título de evolución más temprana de la bioluminiscencia en animales.