Evolução

Bioluminescência evoluiu muitas vezes: a árvore dos peixes de nadadeiras raiadas mostra pelo menos 27 origens

Publicado em 13/10/2026 · Última alteração em 13/10/2026

Assuntos: Mar profundo

Árvores de parentesco datadas com fósseis, junto com uma reconstrução estatística do estado ancestral, indicam que nos peixes de nadadeiras raiadas a capacidade de produzir luz surgiu de forma independente pelo menos 27 vezes, entre cerca de 150 milhões de anos atrás e hoje. É uma estimativa e um piso: depende da árvore e de quais espécies são conhecidas como luminosas.

Bioluminescência é a produção de luz por um organismo vivo, por uma reação entre uma molécula-substrato (luciferina) e uma enzima (luciferase). Para saber se a capacidade surgiu uma vez ou várias, compara-se o parentesco dos grupos que brilham: se dois grupos luminosos têm um ancestral comum que não brilhava, cada um adquiriu a luz por conta própria. Isso exige uma árvore de parentesco confiável, uma lista de quem brilha e um método estatístico que estime o estado dos ancestrais. As moléculas dão um segundo teste: enzimas de origem comum apontam uma só origem, enzimas sem parentesco apontam origens separadas (convergência, quando linhagens distintas chegam a uma característica parecida por caminhos próprios).

Peixe que pega a luz do ambiente

Em peixes com luz de bactérias, a bactéria não é herdada: há pouca ou nenhuma especificidade entre espécie de bactéria e de peixe, e cada peixe a obtém no ambiente local. Isso ajuda a entender por que a simbiose luminosa apareceu tantas vezes.

Como se conta uma origem

Davis e colegas (2016) montaram uma árvore de parentesco a partir de 11 fragmentos de genes, datada com 21 fósseis, e marcaram nela quais grupos de peixes têm luz. Um método bayesiano de reconstrução do estado ancestral estimou, nos nós da árvore, se o ancestral brilhava. Cada passagem de ausente para presente foi contada como uma origem independente. O resultado: ao menos 27 origens em 14 grandes linhagens, 8 de luz própria e ao menos 17 por bactérias simbiontes.

O segundo teste: as moléculas

A luz química usa luciferina e luciferase. Linhagens com uma origem comum devem ter essas moléculas idênticas e homólogas, com exceções em alguns marinhos. Os dados vão nesse sentido: há dezenas de sistemas conhecidos, com nove luciferinas naturais, e luciferases do tipo Renilla parecem ter surgido de modo convergente a partir de desalogenases em cnidários, num ofiuroide e num tunicado. A interpretação ainda se apoia em uma luciferase putativa do tunicado.

Quando o método conclui por uma origem só

O mesmo raciocínio não dá sempre muitas origens. Nos octocorais, que parecem partilhar luciferina e luciferase homólogas, uma análise com genomas apontou uma origem única, perto de 540 milhões de anos atrás, com intervalo de 95% de 463 a 624 milhões. Os 27 dos peixes não vêm de uma preferência por 'muitas': são o que a árvore e a lista de espécies luminosas permitiram inferir em cada grupo.

Limites da estimativa

O 27 é um piso, e os próprios autores acham provável que as origens por simbiose sejam mais. O estado 'não luminoso' é mal documentado porque observações negativas raramente são publicadas. No inventário de 2024, de 9.405 espécies em gêneros luminosos, 6.389 têm status desconhecido. Os números mais amplos, como mais de 100 origens na árvore da vida, vêm de sínteses que citam outros estudos.

Como sabemos

Os números centrais vêm de um estudo lido na íntegra e conferido; as sínteses de moléculas e a cifra de mais de 100 origens vêm de leitura parcial e de segunda mão.

• Estimativa: Uma análise filogenética de peixes de nadadeiras raiadas inferiu que a bioluminescência surgiu de forma independente pelo menos 27 vezes, em 14 grandes linhagens de peixes, todas marinhas. [1] Results, §1
  Contexto: Peixes actinopterígios (de nadadeiras raiadas); árvore com representantes de centenas de gêneros. · Limitações: O número é um mínimo, inferido de uma árvore e da lista de espécies luminosas conhecidas; muda se a árvore ou a lista mudarem. · Resultado de inferência estatística, não contagem direta; o próprio estudo diz 'at least'. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Das origens inferidas em peixes de nadadeiras raiadas, 8 são de luz produzida pelo próprio peixe (intrínseca) e ao menos 17 são de luz de bactérias simbiontes. [1] Results, §1
  Contexto: Mesmo conjunto de 27 origens do estudo de Davis e colegas (2016). · Limitações: As duas contagens somam 25, não 27; o mecanismo das demais não foi verificado aqui. · Estimativas do mesmo estudo. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Segundo a árvore datada, as origens da luz nos peixes de nadadeiras raiadas se espalham do início do Cretáceo (cerca de 150 milhões de anos atrás) até o Cenozoico, e a mais antiga está em Stomiiformes (peixes-dragão). [1] Results, §2
  Contexto: Datas vêm de uma árvore calibrada com fósseis. · Limitações: Idades de divergência dependem das calibrações fósseis escolhidas. · Estimativa de tempo; valores aproximados. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: O método conta como origem independente cada transição de 'ausente' para 'presente' na reconstrução bayesiana do estado ancestral sobre a árvore de parentesco. [1] Materials and Methods
  Contexto: Método de Davis e colegas (2016); outros estudos usam outros modelos. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: A árvore de parentesco foi inferida a partir de 11 fragmentos de genes e as datas de divergência foram calibradas com 21 fósseis publicados. [1] Materials and Methods
  Contexto: Dez genes nucleares e um mitocondrial, segundo o estudo. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Nos peixes com luz de bactérias, o peixe não herda a bactéria luminosa: há pouca ou nenhuma especificidade entre espécie de bactéria e de peixe, e cada peixe obtém a bactéria no ambiente local. [1] Discussion
  Contexto: Vale para as bactérias simbiontes de peixes citadas pelo estudo (vibrionáceas). · Limitações: Generalização do estudo para os casos conhecidos. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Interpretação: Os autores consideram provável que o número de origens da simbiose com bactérias seja maior que o estimado, porque algumas linhagens foram amostradas de forma pouco detalhada. [1] Discussion
  Contexto: Exemplo citado: peixes-cardeal (Apogonidae) podem ter mais de uma origem. · Limitações: É julgamento dos autores, não resultado medido. · Interpretação dos autores. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Antes desse estudo, resumos gerais contavam cerca de 40 origens independentes de bioluminescência na árvore da vida, tratando os peixes como um só evento; somando tubarões, os autores inferem ao menos 29 origens só em vertebrados. [1] Discussion
  Contexto: Os 29 somam as 27 dos peixes de nadadeiras raiadas e 1 a 2 dos tubarões Squaliformes. · Limitações: Soma feita pelos autores sobre inferências de estudos diferentes. · Estimativas que dependem de duas análises distintas. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Estudos recentes citados por DeLeo e colegas (2024) sugerem mais de 100 origens independentes da bioluminescência na árvore da vida; uma revisão de 2010 já resumia que a luz evoluiu muitas vezes, de bactérias a peixes. [4] Introduction [2] Resumo
  Contexto: Número vindo de um estudo que DeLeo cita; não conferido no original. · Limitações: Segundo DeLeo et al., que citam esse estudo; o original não foi lido. · Valor de segunda mão (DeLeo et al. citando outro estudo). · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Consenso científico: Luciferina é o substrato e luciferase é a enzima da reação que produz luz; em linhagens que compartilham uma só origem da bioluminescência, esperam-se luciferinas e luciferases idênticas e homólogas, com exceções em alguns organismos marinhos. [4] Introduction
  Contexto: Regra geral usada como teste molecular de origem única ou múltipla. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Interpretação: Em animais, luciferases do tipo Renilla (RLuc-like) parecem ter surgido mais de uma vez por convergência, a partir de desalogenases de haloalcano homólogas, em cnidários, equinodermos e um tunicado. [3] Discussion
  Contexto: Resultado para uma luciferase putativa de Pyrosoma atlanticum (tunicado), comparada à de um ofiuroide e à de cnidários. · Limitações: A função de luciferase de PyroLuc é putativa, apoiada por expressão e reação com coelenterazina; não é caracterização completa. · Interpretação com base em filogenia de genes e testes bioquímicos; 'may have' no original. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Consenso científico: Há dezenas de sistemas bioluminescentes conhecidos, com nove luciferinas naturais e dezenas de luciferases e fotoproteínas complementares que evoluíram de forma independente. [3] Discussion
  Contexto: Afirmação de contexto na discussão de Tessler e colegas (2020). · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Estimativa: Para os octocorais, uma análise de genomas indica uma só origem da bioluminescência, por volta de 540 milhões de anos atrás (intervalo de 95%: 463 a 624 milhões), o que mostra que o mesmo método também pode concluir por origem única. [4] Results
  Contexto: Vale só para os octocorais; a idade foi inferida por reconstrução do estado ancestral. · Limitações: A idade tem intervalo de mais de 160 milhões de anos. · Estimativa temporal com intervalo largo. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Nas análises filogenéticas, o estado 'não luminoso' costuma ser mal documentado, porque observações negativas raramente são publicadas, o que limita as reconstruções. [4] Methods/Results
  Contexto: Dito pelos autores sobre octocorais; o problema se aplica a outros grupos com poucos registros. · Limitações: A extensão para outros grupos é nossa, não do estudo. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Um inventário de animais marinhos reúne 9.405 espécies em gêneros luminosos ou possivelmente luminosos: 2.781 comprovadamente luminosas, 99 não luminosas e 6.389 com status desconhecido. [5] Abstract
  Contexto: Dados de animais marinhos até janeiro de 2024; inclui 136 espécies potencialmente luminescentes. · Limitações: Só o resumo foi lido. · Conferida na fonte (resumo), conferência automatizada

Fontes

1. PLOS ONE — Repeated and Widespread Evolution of Bioluminescence in Marine Fishes
   Davis, M. P.; Sparks, J. S.; Smith, W. L. · 2016 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1371/journal.pone.0155154
2. Annual Review of Marine Science — Bioluminescence in the sea
   Haddock, S. H. D.; Moline, M. A.; Case, J. F. · 2010 · Revisão ou síntese científica · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1146/annurev-marine-120308-081028
3. Scientific Reports — A putative chordate luciferase from a cosmopolitan tunicate indicates convergent bioluminescence evolution across phyla
   Tessler, M. et al. · 2020 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1038/s41598-020-73446-w
4. Proceedings of the Royal Society B — Evolution of bioluminescence in Anthozoa with emphasis on Octocorallia
   DeLeo, D. M.; Bessho-Uehara, M.; Haddock, S. H. D.; McFadden, C. S.; Quattrini, A. M. · 2024 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1098/rspb.2023.2626
5. Life (MDPI) — Systematic Distribution of Bioluminescence in Marine Animals: A Species-Level Inventory
   Claes, J. M.; Haddock, S. H. D.; Coubris, C.; Mallefet, J. · 2024 · Revisão ou síntese científica · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.3390/life14040432

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