Perché le lucciole brillano? Nuove ricerche sfidano le teorie sull’origine

Uno studio genomico recente, guidato da Ying Zhen, ha contestato la credenza tradizionale secondo cui la bioluminescenza delle lucciole si sia sviluppata come meccanismo difensivo per segnalare la loro tossicità. Invece, la ricerca suggerisce che la bioluminescenza nelle lucciole sia originata come risposta allo stress ossidativo , precedendo l’evoluzione dei loro composti tossici, i lucibufagini, che si trovano solo in un sottogruppo di specie di lucciole.

L’analisi genomica ha ribaltato l’ipotesi principale sull’origine delle luci delle lucciole. In precedenza, si riteneva che la famiglia dei Lampyridae, comunemente note come lucciole, avesse inizialmente sviluppato le loro luci brillanti come un segnale di avvertimento che indicava la loro tossicità ai predatori, che in seguito fu adottato come segnale di accoppiamento. Questa spiegazione giustificherebbe il motivo per cui anche uova, larve e pupe emettono luce.

Ying Zhen e i suoi colleghi hanno messo alla prova la conoscenza convenzionale compilando un albero genealogico delle lucciole e tracciando l’evoluzione dei composti chimici che rendono tossiche le lucciole: i lucibufagini. Il team ha raccolto campioni freschi di 16 specie di Lampyridae da diverse località in Cina, insieme a due specie correlate, che hanno analizzato insieme a collezioni preesistenti e dati genetici. In totale, gli autori hanno compilato dati a livello genomico da 41 specie. Per ogni specie, gli autori hanno anche cercato i lucibufagini utilizzando la cromatografia liquida spettrometria di massa.

Il loro studio ha rivelato che i lucibufagini si trovano solo in una sottofamiglia di lucciole, mentre la bioluminescenza è diffusa in tutta la famiglia, suggerendo fortemente che la tossina si sia evoluta dopo lo sviluppo della bioluminescenza.

Quindi, perché le lucciole hanno iniziato a brillare? Il substrato della bioluminescenza delle lucciole, il luciferin, è stato precedentemente dimostrato di avere proprietà antiossidanti. Ying Zhen e i colleghi hanno scoperto che gli antenati delle lucciole si sono evoluti e diversificati durante un periodo storico in cui i livelli di ossigeno atmosferico continuavano a salire da un minimo storico dopo l’evento anossico oceanico Toarciano. Gli autori notano anche che si pensa che i millepiedi luminosi abbiano inizialmente sviluppato la bioluminescenza per far fronte allo stress ossidativo in ambienti caldi e secchi e suggeriscono che forse le lucciole hanno seguito un percorso simile.