ゲノム解析により、ホタルの起源に関する主要な仮説が覆されました。ホタルとしてよく知られるヤツムシ科の多くの種が発する明るい光は、もともとはホタルの毒性を示す捕食者への警告信号として進化し、その後交尾信号として再利用されたのではないかという仮説が立てられている。この説明は、卵、幼虫、蛹も光る理由を説明できるかもしれません。
YingZhenと彼の同僚は、ホタルの家系図を作成し、ホタルを有毒にする化合物であるルシブファギンの進化を追跡することによって、従来の通念を試した。研究チームは、中国のさまざまな場所からヤツメ科の16種と関連種2種の新鮮なサンプルを収集し、以前のコレクションや遺伝データと併せて分析した。著者らは合計で 41 種のゲノムレベルのデータを編集しました。著者らは、種ごとに液体クロマトグラフィー質量分析法も使用してルシブファギンを探しました。
研究チームは、ルシブファギンがホタルの 1 つの亜科にのみ存在するのに対し、生物発光はホタル科全体に広がっていることを示すことができ、この毒素が生物発光の発達後に進化したことを強く示唆しました。
では、なぜホタルは光り始めるのでしょうか？ホタルの生物発光の基質であるルシフェリンには、抗酸化特性があることが以前に示されています。 YingZhenらは、トアルシアン大洋の酸素欠乏現象の後、大気中の酸素濃度が歴史的最低値から上昇し続けた歴史的期間中に、ホタルの祖先が進化し、多様化したことを発見した。
著者らはまた、光るヤスデはもともと高温で乾燥した環境での酸化ストレスに反応して生物発光を進化させたと考えられており、ホタルも同様の経路をたどった可能性があることを示唆していると指摘している。