게놈 분석은 반딧불의 기원에 관한 주요 가설을 뒤집습니다. 반딧불이로 더 잘 알려진 딱정벌레과 Lampyridae의 많은 종에서 방출되는 밝은 빛은 원래 포식자에게 반딧불의 독성을 나타내는 경고 신호로 진화한 다음 짝짓기 신호로 용도가 변경되었다는 가설이 있습니다. 이 설명은 알, 애벌레, 번데기도 빛나는 이유를 설명할 수 있습니다.
YingZhen과 그의 동료들은 반딧불의 가계도를 작성하고 반딧불이를 독성으로 만드는 화합물인 루시부파긴(lucibufagins)의 진화를 추적함으로써 기존 통념을 시험했습니다. 연구팀은 중국의 여러 지역에서 Lampyridae 16종과 관련 종 2종의 신선한 샘플을 수집하여 이전 컬렉션 및 유전 데이터와 함께 분석했습니다. 전체적으로 저자들은 41종에 대한 게놈 수준 데이터를 편집했습니다. 각 종에 대해 저자는 루시부파긴을 찾기 위해 액체 크로마토그래피-질량 분석법도 사용했습니다.
연구팀은 루시부파긴이 반딧불의 한 아과에서만 발견되는 반면, 생물발광은 반딧불이 가족 전체에 널리 퍼져 있음을 보여줄 수 있었으며, 이는 이 독소가 생물발광이 발생한 후에 진화했음을 강력하게 시사합니다.
그렇다면 반딧불이는 왜 빛나기 시작할까요? 반딧불 생물발광의 기질인 루시페린은 이전에 항산화 특성을 갖는 것으로 나타났습니다. YingZhen과 그의 동료들은 반딧불이 조상이 ToarcianOceanic 무산소 현상 이후 대기 산소 수준이 역사적 최저치에서 계속 상승했던 역사적 기간 동안 진화하고 다양해졌음을 발견했습니다.
저자들은 또한 빛나는 노래기가 원래 뜨겁고 건조한 환경에서 산화 스트레스에 반응하여 생물발광을 진화시킨 것으로 생각되며, 이는 반딧불도 비슷한 경로를 따랐을 수 있음을 시사합니다.