Bioluminescens är produktion och emission av ljus från en levande organism. Det är ett vanligt fenomen i havet, där man uppskattar att över 90 % av alla djur producerar ljus. Förutom att ge en spektakulär naturlig ljusshow har bioluminescens många viktiga funktioner, som att locka till sig kompisar, hitta mat och undvika rovdjur.
Utvecklingen av bioluminescens är en komplex process som har inträffat oberoende flera gånger i olika grupper av organismer. Tidigare studier har identifierat flera nyckelfaktorer som kan påverka utvecklingen av bioluminescens, såsom miljöförhållanden, ekologiska interaktioner och genetiska begränsningar.
I denna studie använde forskarna en ny metod för att analysera utvecklingen av bioluminescens. De fokuserade på en stor grupp av bioluminescerande proteiner som kallas luciferaser. Luciferaser är enzymer som katalyserar den kemiska reaktionen som producerar ljus. Forskarna analyserade den molekylära strukturen och funktionen hos luciferaser från ett brett spektrum av organismer, inklusive bakterier, fiskar och insekter.
Forskarna fann att luciferaser som är mest centrala i molekylära nätverk tenderar att utveckla mer komplexa mönster av ljusemission över tiden. Detta tyder på att utvecklingen av bioluminescens påverkas av anslutningen av luciferaser inom molekylära nätverk.
Resultaten av denna studie har viktiga implikationer för att förstå utvecklingen av komplexa egenskaper i andra biologiska system. De ger också ett nytt ramverk för att förutsäga hur bioluminescens kan utvecklas i framtiden.
"Vår studie ger ett nytt fönster till utvecklingen av komplexa egenskaper", säger Skoltech-professorn Konstantin Luzyanin, tidningens seniorförfattare. "Vi visar att proteiners anslutningsmöjligheter inom molekylära nätverk kan påverka utvecklingen av komplexa mönster av ljusemission. Detta tyder på att nätverksanslutning kan spela en allmän roll i utvecklingen av komplexa egenskaper i andra biologiska system."
