νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Σε πολλούς ανθρώπους αρέσουν οι πυγολαμπίδες και η εμφάνισή τους συχνά σημαίνει ένα καλό οικολογικό περιβάλλον και μια ρομαντική ατμόσφαιρα.

Φωτογραφία ευγενική προσφορά του συνεντευξιαζόμενου Firefly

Είναι ένα από τα λίγα επίγεια πλάσματα που μπορούν να εκπέμπουν φως. Μετά από μια μακρά εξέλιξη, οι «σκοποί» του φωτός των πυγολαμπίδων περιλαμβάνουν τη συμπεριφορά ερωτοτροπίας, τη σύγχυση και την παγίδευση θηραμάτων και τον εκφοβισμό των αρπακτικών.

Αλλά γιατί οι πυγολαμπίδες εκπέμπουν φως εξαρχής και γιατί εξαρχής εξελίσσουν αυτή την ικανότητα;

Προηγουμένως, μια θεωρία ευρέως αποδεκτή από τους ακαδημαϊκούς κύκλους ήταν ότι ο βιολογικός φθορισμός που εξελίχτηκε αρχικά από τους προγόνους της οικογένειας Lucidae χρησιμοποιήθηκε ως προειδοποιητικό σήμα για τοξίνες στο σώμα, λέγοντας στα αρπακτικά: Είμαι δηλητηριώδης!

Ωστόσο, μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη από την ομάδα του Zhen Ying, ερευνητή και διδακτορικού επόπτη στο School of Life Sciences στο West Lake University, ανέτρεψε την παραπάνω θεωρία ανακατασκευάζοντας την εξελικτική ιστορία των τοξινών στις πυγολαμπίδες.

Μια σχετική εργασία δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο στο PNAS Nexus, μια αδελφή δημοσίευση του Proceedings of the National Academy of Sciences, με τίτλο "Firefly toxin lucibufagins evolved after the origin of bioluminescence".

Στις 4 Αυγούστου, ο ερευνητής Zhen Ying και ο μεταδιδακτορικός συνεργάτης Zhu Chengqi, ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας, δέχτηκαν μια συνέντευξη με το The Paper.

Οι πυγολαμπίδες δεν εξέπεμπαν αρχικά φως ως προειδοποιητικό σήμα για τοξίνες;

Το καρδιοτονικό στεροειδές τοξίνη LBGs είναι η μόνη τοξίνη που υπάρχει σε πολλά γένη πυγολαμπίδων.

"Εντοπίσαμε τοξίνες πυγολαμπίδων με βάση έξι υποοικογένειες από τις οκτώ υποοικογένειες πυγολαμπίδων σήμερα και ενσωματώσαμε προηγούμενα δεδομένα. Βρήκαμε ότι οι πυγολαμπίδες που μπορούν να συνθέσουν ανεξάρτητα τις τοξίνες LBG περιορίζονται μόνο σε μία υποοικογένεια Zhu Chengqi Tell The Paper."

Αν και αυτή η τοξίνη υπάρχει επίσης σε ορισμένες πυγολαμπίδες στη Βόρεια Αμερική, προκαλείται από την κατανάλωση άλλων πυγολαμπίδων που περιέχουν τοξίνη LBGs.

Με άλλα λόγια, μόνο μία υποοικογένεια πυγολαμπίδων συνθέτει αυτόνομα την τοξίνη LBGs.

Λοιπόν, ισχύει η θεωρία ότι οι πυγολαμπίδες εξέλιξαν την ικανότητα να λάμπουν για να δείχνουν «Είμαι δηλητηριώδης»;

Συγκρίνοντας τις ομοιότητες αλληλουχίας γονιδίων σε ολόκληρο το γονιδίωμα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα φυλογενετικό δέντρο υψηλής εμπιστοσύνης για να προσδιορίσουν ότι οι τοξίνες της πυγολαμπίδας εμφανίστηκαν αργότερα από τον φθορισμό.

Η έρευνά τους διαπίστωσε ότι οι πυγολαμπίδες που μπορούν να συνθέσουν ανεξάρτητα LBG μπορούν να εντοπιστούν μόνο στον κοινό πρόγονο της υποοικογένειας Lampyridae, πολύ αργότερα από την εποχή που εμφανίστηκε για πρώτη φορά ο φθορισμός στην οικογένεια Lampyridae.

Μπορεί να φανεί ότι ακόμα κι αν έχει εδραιωθεί η θεωρία του φωτεινού σήματος «Είμαι δηλητηριώδης», δεν είναι ο λόγος για τον οποίο οι πυγολαμπίδες εξέλιξαν αρχικά την ικανότητα να εκπέμπουν φως.

Στις 20 Ιουλίου 2024, στο Suizhou, στο Hubei, στη γραφική περιοχή της κοιλάδας Baopu, που βρίσκεται στα βουνά Tongbai και στην πηγή του ποταμού Huaihe στη συμβολή των επαρχιών Henan και Hubei, ξεκίνησε η περίοδος παρακολούθησης πυγολαμπίδων μετά το βράδυ πυγολαμπίδες τρεμοπαίζουν στο γρασίδι και στα δάση Τα ιπτάμενα φώτα διακοσμούν την πραγματική εκδοχή του Όνειρου καλοκαιρινής νύχτας, προσελκύοντας πολλούς τουρίστες να κάνουν check-in και να παρακολουθήσουν τις πυγολαμπίδες. Οπτικός χάρτης δεδομένων της Κίνας

Λοιπόν, ποιος είναι ο λόγος για τη λάμψη εξ αρχής; Η ομάδα του Zhen Ying διερεύνησε το ιστορικό και περιβαλλοντικό υπόβαθρο της εξέλιξης του βιοφθορισμού στην οικογένεια Lucidae.

Η ομάδα του Zhen Ying υπολόγισε τον χρόνο εξέλιξης του φθορισμού και των τοξινών LBGs με βάση τη θεωρία του μοριακού ρολογιού και τρία σημεία βαθμονόμησης απολιθωμάτων. «Αν θέλετε να υπολογίσετε τον απόλυτο ιστορικό χρόνο, πρέπει να χρησιμοποιήσετε απολιθώματα με πληροφορίες χρόνου για να τον βαθμονομήσετε, είπε ο Τζεν Γινγκ στο The Paper ότι τα απολιθώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καλύτερη χρονική κλίμακα και σε συνδυασμό με δέντρα ειδών». να υπολογίσει το χρόνο που συνέβησαν τα ιστορικά γεγονότα.

Μέσω της έρευνας, συμπέραναν ότι το φθορίζον φως του κλάδου των πυγολαμπίδων εμφανίστηκε πριν από περίπου 180 εκατομμύρια χρόνια κατά τη διάρκεια της Ιουρασικής περιόδου.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, μετά το γεγονός της μαζικής εξαφάνισης που σχετίζεται στενά με το Ανοξικό Γεγονός του Toarcian Oceanic, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στην ατμόσφαιρα συνέχισε να αυξάνεται από ένα ιστορικό χαμηλό.

Ταυτόχρονα, η λουσιφερίνη, το υπόστρωμα της αντίδρασης φθορισμού, έχει αποδειχθεί ότι λειτουργεί ως αντιοξειδωτικό.

Ως εκ τούτου, η ομάδα του Zhen Ying πρότεινε μια νέα υπόθεση: Ο λόγος για τον οποίο οι πρόγονοι της πυγολαμπίδας εξέλιξαν αρχικά την ικανότητα να εκπέμπουν φως μπορεί να είναι η αντιμετώπιση του οξειδωτικού στρες που προκαλείται από την αύξηση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο και το ζεστό και ξηρό περιβάλλον. Εξέλιξαν τη λουσιφερίνη, ένα αντιοξειδωτικό που «αναφλέγεται» για να καταναλώσει περίσσεια ελεύθερων ριζών οξυγόνου και εξαλείφει τις τοξικές επιδράσεις της περίσσειας ενεργών ειδών οξυγόνου στα κύτταρα Ο φθορισμός μπορεί αρχικά να είναι απλώς ένα υποπροϊόν.

Αυτή η υπόθεση χρειάζεται ακόμα περισσότερα στοιχεία για να επαληθευτεί.

Γιατί οι πυγολαμπίδες δεν δηλητηριάζονται από τις τοξίνες στο σώμα τους;

Γιατί οι πυγολαμπίδες με τοξίνες στο σώμα τους δεν δηλητηριάζονται από τις δικές τους τοξίνες;

Μέσω προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής και πειραμάτων ενζυμικής δραστηριότητας αντλίας νατρίου-καλίου, η ομάδα του Zhen Ying διαπίστωσε ότι οι πυγολαμπίδες που μπορούν να συνθέσουν ανεξάρτητα τις τοξίνες LBG έχουν συσσωρεύσει μεταλλάξεις στις δικές τους πρωτεΐνες ATPα, κάτι που επηρεάζει τη σύνδεση των τοξινών σε αυτές. Αυτό τους δίνει μια ορισμένη ανοχή στις τοξίνες LBGs.

Μπορεί όμως να υπάρχουν και άλλοι μηχανισμοί που βοηθούν τις πυγολαμπίδες να «ελέγχουν και να ισορροπούν» τις τοξίνες στο σώμα τους. Αυτό είναι επίσης ένα από τα ερωτήματα που θέλει να απαντήσει η ομάδα του Zhen Ying στο μέλλον.

Ο Zhen Ying είπε στο The Paper ότι οι τοξίνες της πυγολαμπίδας είναι καρδιοτονικές στεροειδείς τοξίνες Αυτές οι ενώσεις μπορούν να επηρεάσουν την καρδιακή σύσπαση και την αρτηριακή πίεση και έχουν μεγάλη φαρμακευτική αξία. Αυτές περιλαμβάνουν τη διγοξίνη, ένα φάρμακο που έχει ήδη εμφανιστεί στην αγορά Επί του παρόντος, αυτές οι ενώσεις συντίθενται κυρίως χημικά ή εκχυλίζονται βιολογικά και οι βιοσυνθετικές οδοί τους δεν έχουν ακόμη πλήρως κατανοηθεί.

Η βιοσύνθεση μπορεί να μειώσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, να μειώσει το κόστος, ακόμη και να βελτιώσει την ποιότητα και την ασφάλεια των φαρμάκων.

«Επίσης, μας ενδιαφέρει να αναλύσουμε τη βιοσυνθετική οδό των τοξινών της πυγολαμπίδας», είπε ο Ζεν Γινγκ.