这种动物，是5亿年前全场最亮的仔
人类对深海的探索越深入，就发现越多的动物拥有一种看似神奇的天赋：生物发光（bioluminescence），即生物自身发光的能力。
生物发光现象出奇地普遍。在数亿年时间里，生物发光的各种机理可能已经独立演化了约100次。一项发表于《英国皇家学会会刊B》（Proceedings of the Royal Society B）的新研究追踪了一类与众不同的动物——八放珊瑚（octocoral）——的生物发光。结果表明，可能早在5亿多年前，海洋中就已演化出生物发光的现象，这比科学家此前推测的最早时间还早了两倍多。
对动物（尤其是那些生活在阳光无法抵达的深海的动物）而言，生物发光可能会决定它们的生死：例如，生物发光可以引诱猎物，威慑捕食者。生物学家仍在努力探索生物发光现象的全部用途。美国海洋生物学家伊迪丝·威德（Edith Widder）是海洋研究与保护协会（ORCA，一个非营利组织）的首席执行官兼高级科学家，她说：“我们对自己的星球还知之甚少，深海中可能还有更多生物以我们还不了解的方式利用光。动物究竟是如何利用光生存下来的，这正是生物发光最吸引我的地方。”
尽管如今生物发光现象无处不在，但要研究过去的生物发光却很困难。因为即便还有化石留存至今，生物发光也很少在化石中留下痕迹。例如，珊瑚通常以能形成巨大的、坚硬如岩石的珊瑚礁而闻名，但一种属于软珊瑚的八放珊瑚品种却不会形成这种结构。相反，它们会通过分泌一种带有微小骨架状材料碎屑的软性结构来构建群落。这种群落类型意味着，软珊瑚只会留下最微小的化石。这对试图探究软珊瑚中生物发光历史的科学家而言是一个挑战。
尽管如此，美国自然历史博物馆（National Museum of Natural History，位于华盛顿特区）珊瑚馆馆长、动物学家安德烈娅·夸特里尼（Andrea Quattrini）及其同事还是决心弄清八放珊瑚是何时、以何种方式演化出生物发光特性的。夸特里尼花了大约十年时间，测试了从海洋中收集到的活体八放珊瑚。她把这些生物放在毯子下或暗室中，用实验室镊子轻轻触碰，试图寻找其发光的迹象。
夸特里尼带领的研究小组将研究结果绘制成了一棵系统发育树，显示了不同现代八放珊瑚之间的关联。利用它，科学家就能寻找哪些分支发光、哪些分支不发光的规律。通过寻找与这些观察结果匹配的、最简单的演化路径，研究人员得出结论：在这些动物中，生物发光很可能只演化了一次。随后，他们利用一些稀有的八放珊瑚化石（经鉴定已确定是特定类型的八放珊瑚），确定了这棵系统发育树“根部”所处的时间。分析表明，海洋环境中首次演化出已知生物发光特性的时间大约在5.4亿年前，这比之前估计的2.67亿年要早得多。
在被古生物学家称为“寒武纪大爆发”的事件中，生物多样性大规模增加，而“5.4亿年前”的时间恰巧处于寒武纪大爆发之前或寒武纪大爆发期间。很可能就在这一时期，动物首次从浅海进入了阳光无法穿透的深海。夸特里尼和威德都发现，早期的生物光传感器大致也是在这一时期形成的，因此这种生物发光的演化时间轴较为合理。夸特里尼说，在这种情况下，生物发光成为了珊瑚用来迷惑猎物或威慑捕食者的交流工具，就像“一种防盗警报器”。
夸特里尼说：“我认为，我们的研究确实表明，生物发光的确是海洋中（甚至也许是地球上）最早的交流形式之一。它是一种本质上非常简单的、令人着迷的交流形式。”
在日本中部大学（Chubu University）研究生物发光的生物学家大场裕一（Yuichi Oba，未参与这项新研究）表示，对于八放珊瑚的生物发光现象并非多次独立演化而来的结论，他希望大家持更谨慎的态度。如果确实如此，那么生物发光现象出现的时间就会比这项新研究所说的更晚，也许距今只有4亿到2亿年。而夸特里尼说，不同八放珊瑚的生物发光使用了相同机制，这支持了单次演化的观点。
接下来，夸特里尼和同事们计划分析编码萤光素酶（八放珊瑚体内负责生物发光的蛋白质）的基因。她说，这种基因在能和不能生物发光的八放珊瑚体内都存在，因此研究人员希望了解为何有些动物似乎已经丧失了发光的能力。
这类工作将有助于科学家更好地推测远古地球生态系统的模样——这对如今的我们而言已十分陌生。大场裕一说：“请想象一片海洋，在午夜的海水中，珊瑚发着光，肉食性捕食者睁着大大的眼睛。生命是如此美妙。”
本文选自《环球科学》7月刊“前沿”栏目。
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