Van vuurvliegjes tot gloeiwormen, en van algen tot inktvissen. Sommige organismen doen iets dat lijkt op magie: ze genereren licht met een kunstje dat bekendstaat als bioluminescentie. Maar dit lichtende (ver)schijnsel is meer dan imponerend foefje: dieren gebruiken het om prooien mee te lokken, vijanden mee af te schrikken en partners mee aan te trekken.

Maar wanneer ontwikkelden levende organismen deze bijzondere eigenschap? Decennialang dachten onderzoekers dat bioluminescentie voor het eerst ontstond bij een mosselkreeftje, een kleine kreeftachtige die 267 miljoen jaar geleden over de aarde kroop en kon oplichten. Maar nieuw onderzoek schijnt een ander licht op die zaak: bioluminescentie zou al veel eerder zijn ontstaan.

Wat is bioluminescentie?

Bioluminescentie is een chemische reactie. Hoewel het ook voorkomt bij land- en zoogdieren zoals het vogelbekdier, vinden we verreweg de meeste voorbeelden in de oceaan: driekwart van de zeedieren kan zichzelf in een bepaalde mate laten oplichten, vaak op creatieve wijze.

‘De verschillende vormen zijn zo uiteenlopend,’ zegt Danielle DeLeo, diepzeebioloog aan Florida International University en hoofdonderzoeker van de recente studie. ‘Er zijn zelfs kreeftachtigen die een lichtgevend braaksel uitspugen wanneer ze zich bedreigd voelen.’

Licht als inbraakalarm

Om de oorsprong van bioluminescentie beter te begrijpen, keken DeLeo en haar team naar Octocorallia, een onderklasse diepzeewezens die vaak bioluminescente eigenschappen hebben. Hoewel deze wezens een beetje doen denken aan steenachtige koraalpoliepen, hebben ze een zachte structuur en een aantal andere lichamelijke eigenaardigheden. Ze lichten vooral op wanneer ze worden gepord, mogelijk om hongerige roofdieren af te schrikken.

‘Dat noemen we de hypothese van het inbraakalarm,’ zegt Jon Copley, marien ecoloog aan de University of Southampton die niet bij het recente onderzoek betrokken was. ‘Bioluminescentie wordt in dat geval gebruikt om de boel even flink op te schudden, waardoor mogelijk de aandacht wordt getrokken van natuurlijke vijanden van de plunderaar.’

DeLeo en haar collega’s onderzochten de genetische gegevens van bijna tweehonderd Octocorallia-soorten. Aan de hand van deze data, fossielen en statistische analyses lukte het de onderzoekers om de stamboom van het wezen te herleiden naar een gemeenschappelijke voorouder die hoogstwaarschijnlijk over lichtgevende eigenschappen beschikte.

Twee keer zo oud als gedacht

Deze voorouder dook op tijdens de Cambrische explosie, ongeveer 540 miljoen jaar geleden, een tijd waarin de evolutie in een stroomversnelling leek te raken. Met andere woorden: in de periode dat de eerste organismen ogen ontwikkelden, knipperden er al lichtjes in de donkere oceanen.

‘Het was een spannende en aangename verrassing,’ zegt DeLeo. Het onderzoeksteam vermoedt dat het licht door de vroege voorouders van Octocorallia nog niet werd gebruikt als inbraakalarm. ‘We vermoeden dat het in eerste instantie een toevallig bijproduct was van een andere biochemische reactie. Op den duur kreeg bioluminescentie een belangrijke functie als communicatiemiddel, waardoor het bleef bestaan.’

Het onderzoek toont aan dat lichtgevende eigenschappen minstens twee keer zo oud zijn als voorheen werd gedacht. Maar het is goed mogelijk dat de eerste lichtgevende wezens nóg eerder ontstonden. Door een gebrek aan fossielen uit de periode van vóór het Cambrium is het nog maar de vraag of onderzoekers dat ooit kunnen bewijzen. ‘Er valt nog veel te onderzoeken,’ zegt DeLeo. ‘Bioluminescentie, en lichtsignalen in het algemeen, zijn mogelijk een van de oudste vormen van communicatie.’