Sind Glühwürmchen-ähnliche Wirbeltiere biologisch plausibel?

Glühwürmchen sind erstaunliche kleine Insekten. Sie haben die Fähigkeit, ohne die Hilfe einer symbiotischen Beziehung mit biolumineszierenden Bakterien einen Lichtimpuls zu erzeugen.

Dies funktioniert über eine chemische Reaktion, an der ein lichtemittierendes Pigment namens Luciferin [L] und ein Enzym namens Luciferase beteiligt sind

Luziferin   + Ö 2   Luziferase   Oxyluciferin   + Licht .

Ist es also biologisch plausibel, dass ein Wirbeltier diese Fähigkeit besitzt?

Nehmen wir an, es hat ein spezielles Lichtorgan auf dem Kopf und nutzt diese Fähigkeit, um mit anderen Artgenossen zu kommunizieren (ähnlich einem Semaphor) und/oder um einen kurzfristigen Blendeffekt zu bewirken, der ein Raubtier für einige Sekunden/Minuten blendet.

Es wäre ungefähr so, wie dieser Typ es macht (er kommt aus der Welt der Monsterjäger):

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Wenn Sie möchten, dass das Licht HELL ist, wie auf dem Bild, ist Biolumineszenz nicht der richtige Weg. Viele Dinge auf dieser Website konzentrieren sich auf Drachen und Flammen. Feuer wird viel heller sein.

Antworten (4)

In den Tiefen der Ozeane leben Fische, die in der Lage sind, Biolumineszenz zu erzeugen , um sich zu paaren und Beute anzulocken.

biolumineszenter Fisch

Fische sind Wirbeltiere und haben diese Eigenschaft offensichtlich entwickelt. Vielleicht verwenden sie leicht unterschiedliche chemische Wege, aber das Ergebnis ändert sich nicht. Sie strahlen Licht aus.

Sicher!

Wie Fans von „Findet Nemo“ wissen, ist der Seeteufel ein Wirbeltier, das leuchten kann. Die folgende Grafik zeigt andere Fische (Wirbeltiere), die Biolumineszenz entwickelt haben. Wie die Quelle für dieses Diagramm sagt, ist es nicht nur eine Sache mit Fischen / Glühwürmchen:

Viele Nicht-Fischarten verwenden ebenfalls Biolumineszenz – einige Bakterien, Schwämme, Quallen, Krebstiere, segmentierte Würmer, Tintenfische, Haie und sogar viele terrestrische Arten wie Glühwürmchen. Jede Biolumineszenz wird durch eine chemische Reaktion verursacht. Einige dieser Organismen produzieren die notwendigen Chemikalien selbst, während andere, wie der Seeteufel, auf die Hilfe von symbiotischen Bakterien angewiesen sind.

Diagramm von Meeresarten, die leuchten können

Im Großen und Ganzen gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten, eine Kreatur zum Leuchten zu bringen: Entweder erzeugt die Kreatur selbst Licht (wie Ihre Gleichung zeigt) oder sie bekommt Hilfe. Der Seeteufel verwendet den letzteren Ansatz. Es hat eine symbiotische Beziehung mit Bakterien entwickelt. In Ihrer Welt gibt es keinen Grund, warum eine nicht im Wasser lebende Spezies nicht eine ähnliche Beziehung zu einem leuchtenden Bakterium entwickeln könnte.

Was ist, wenn es sich um landbasierte Wirbeltiere handelt, kann es plausibel sein?
@ user3556983 Sie könnten definitiv über ein landbasiertes Wirbeltier mit Biolumineszenz schreiben. Nur weil es nicht passiert ist, heißt das nicht, dass es für Science-Fiction-Schreiben unplausibel ist.
Aus evolutionärer Sicht würde man erwarten, dass eine solche Kreatur in einer dunklen Umgebung lebt, aber Vorfahren hat, die dies nicht taten – denn eine Spezies, die sich vollständig im Dunkeln entwickelt hat, würde wahrscheinlich keine Augen entwickeln (die sich auf andere Sinne verlassen, um zu navigieren ) und würde daher nicht davon profitieren, Licht produzieren zu können, und eine Art, die sich ausschließlich in gut beleuchteten Gebieten entwickelt hat, würde ebenfalls nicht (so sehr) von dieser Eigenschaft profitieren.
@ user3556983 - Auch wenn es für ein landgestütztes Wirbeltier unwahrscheinlich ist, es zu entwickeln (ich finde es nicht unwahrscheinlich; nach allem, was wir wissen, ist es vielleicht sogar schon einmal in einigen ausgestorbenen Organismen passiert! So etwas versteinert nicht), Man könnte sagen, dass sich in Ihrem Universum landbewohnende Wirbeltiere aus biolumineszenten Fischen entwickelt haben und nicht aus normalen Fischen wie in unserem Universum. In diesem Fall hätten die meisten Wirbeltiere die Funktion verloren (da ich annehme, dass sie an Land im Allgemeinen weniger nützlich ist, da Land im Allgemeinen laut Darrels Kommentar gut beleuchtet ist).

Ein Wirbeltier, das sich aus einem Glühwürmchen entwickelt, wird nicht passieren. Wenn dies der Fall wäre, müsste es ein unglaublich verwickelter Prozess sein, der die Herabsetzung der Evolution dahingehend beinhaltet, dass sich daraus Wirbeltiere entwickeln können. Theoretisch nicht unmöglich , nur unwahrscheinlich. Auch etwas, das auf der Erde nicht passieren wird, weil die Evolution vorwärts geht, nicht rückwärts.

Es ist möglich, dass ein Wirbeltier den biologischen Prozess hat, den Glühwürmchen haben, um leuchtendes Licht zu erzeugen. Es ist ein Organ, das unabhängig vom Status eines Wirbeltiers funktioniert, also hindert nichts ein Wirbeltier daran, es zu haben.

Die Frage stellte sich nicht nach einem Glühwürmchen, das sich zu einem Wirbeltier entwickelt.
Die Frage, die ursprünglich zu einem Glühwürmchen-basierten Wirbeltier gestellt wurde, bevor sie bearbeitet wurde. Überprüfen Sie den Bearbeitungsverlauf.
Darf ich fragen, warum Sie denken, dass die Evolution eine Richtung hat?
@Halftawed Ich habe mir tatsächlich den Bearbeitungsverlauf angesehen - Selbst in seiner ursprünglichen Form scheint es offensichtlich zu sein, dass "Glühwürmchen-basiert" bedeutete, dass "ich von Glühwürmchen inspiriert wurde, diese Idee zu haben" und nicht "aus Glühwürmchen entwickelt wurde".
@NomadMaker Weil es so ist? Die Evolution tendiert dazu, was auch immer eingeführte Eigenschaften zu einer besseren Überlebenschance führen. Das heißt, es geht immer darum, die Komplexität eines Organismus zu erhöhen. (Technisch gesehen ist das nur Makroevolution, nicht Mikroevolution, aber da die Makroevolution für neue Arten verantwortlich ist, konzentriere ich mich darauf.)
@DarkMalthorp Ich verstehe, was du meinst, aber ich meine es wörtlich, wenn es um diese Seite geht, und der Begriff "Basis" ist nicht gleichbedeutend mit "inspiriert von", wenn es um die Diskussion möglicher Entwicklungen geht. Ich bin damit einverstanden, aber ich würde es begrüßen, wenn ich keine weiteren Ablehnungen erhalten würde.
@Halftawed Es gibt Arten von Bandwürmern, die von viel komplexeren Vorfahren abstammen. Die Evolution lässt oft Funktionen und Komplexität fallen, die die Kosten nicht mehr wert sind.
„Vorwärts“ bedeutet in Bezug auf die Evolution nur die nächste Mutation: Es ist möglich, dass verschiedene Gruppen eines Tieres je nach Umgebung völlig entgegengesetzte Vorstellungen von „vorwärts“ entwickeln – genau das ist bei Darwins Finken passiert , und führen zur Entwicklung der Theorie der natürlichen Zuchtwahl.

Die meisten landlebenden Wirbeltiere haben eine zu dicke Haut, um dieses biolumineszierende Licht zu ermöglichen. Dafür spricht die Tatsache, dass von den oben genannten Wirbeltieren nur Fischexemplare dieses Merkmal aufweisen. Fische haben eine dünne Haut, da sie sich nicht im gleichen Maße vor Wasserverlust schützen müssen wie die Landbewohner. Offensichtlich haben Insekten mit ihrem Chitin-Außenskelett den "Vorteil", da Chitin einen dünnen, aber starken Körperbau ermöglicht.

Fischhaut muss trotzdem wasserdicht sein, sonst verliert sie Wasser an den Ozean.