Die meisten Landbewohner kennen die Biolumineszenz nur im Zusammenhang mit Glühwürmchen. Dieses Naturphänomen ist jedoch weitaus weiter verbreitet als jene geflügelten Wunder, die sich einstellen. Die überwiegende Mehrheit der Biolumineszenz-Lebewesen auf dem Planeten befindet sich tatsächlich im Ozean und reicht von Bakterien über Quallen bis hin zu Haien.
Obwohl die Wissenschaftler wussten, dass viele Fische biolumineszierend sind, konnten sie nur raten, wie häufig diese Tiere Licht produzieren. Neue Forschungsergebnisse zeigen nun überraschende Ergebnisse: Bis zu 80 Prozent der im offenen Wasser lebenden Rochenfische - vom tiefsee lebenden Seeteufel bis zum Taschenlampenfisch mit Korallenriff - machen ihr eigenes Licht. Darüber hinaus hat sich das Phänomen in dieser Gruppe 27 Mal unabhängig voneinander entwickelt. Wie die Forscher in PLOS ONE berichten, impliziert diese unerwartet hohe Prävalenz, dass für Fische die Erzeugung ihres eigenen Lichts mehr als nur ein ordentlicher Trick ist - sie muss auch erhebliche Vorteile mit sich bringen.
"Die Tatsache, dass sich die Biolumineszenz so oft entwickelt hat, zeigt, dass sie von großer biologischer Bedeutung ist", sagte Matthew Davis, ein Biologe an der St. Cloud State University in Minnesota, der die Studie leitete. "Wir glauben auch, dass die wiederholte Entwicklung der Biolumineszenz für die Diversifizierung der Arten in Tiefsee- und Mittelwasserumgebungen entscheidend war."
Für einen Fisch hängt das tatsächliche Aufleuchten entweder von einer DIY-Mischung von Chemikalien ab, deren Endergebnis Photonen sind, oder von der Zusammenarbeit mit hilfreichen Bakterien, die für das Aufleuchten im Austausch gegen Schutz sorgen. Fische sind bei einer Reihe wichtiger Aufgaben auf die Biolumineszenz angewiesen, von der Suche nach Beute bis zur Vermeidung von Beute und der Suche nach Gefährten bis zur Kommunikation durch bestimmte Blinkmuster wie Glühwürmchen. „Das ist aufregend, denn wenn sich die Kommunikation mit dem Licht ändert, besteht das Potenzial für genetische Isolationen“, sagt Davis.
Zu den vielfältigen Erscheinungsformen der Biolumineszenz gehören spezielle Augenorgane, mit denen kleine Männer Raubtiere, Hanteln, deren helle Endpunkte als Köder fungieren, und Gegenbeleuchtung erkennen können. Und einige evolutionär unübertroffene Arten schießen sogar Biolumineszenzgifte aus, um Raubtiere abzulenken.
Ein Midshipman (Porichthys), der Licht von ventralen Photophoren aussendet. Der Midshipman-Fisch leuchtet nicht nur attraktiv, sondern ist auch für sein lautes Summen bei der Balz bekannt. (Matt Davis) 
Der Taschenlampenfisch hat seinen Namen von den lichtemittierenden Bakterien, die sich in Organen unter den Augen befinden. (Matt Davis) 
Ein Schwarzbauchdrachenfisch (Stomias atriventer) hat biolumineszierende Photophoren auf seinem Bauch. (Leo Smith) 
Ein konservierter Schwarzer Drachenfisch (Idiacanthus) mit biolumineszierender Barbe. (Matt Davis) 
Ein silberner Beil mit biolumineszierendem Bauch. (Leo Smith) Während frühere Untersuchungen biolumineszierende Gruppen von Fischen identifizierten, untersuchte niemand das Phänomen im Kontext der Evolutionsgeschichte von allen. Davis und seine Kollegen analysierten ein mitochondriales und zehn nukleare Genfragmente, die durch frühere Studien und offene Datenbanken erworben wurden, für 301 taxonomische Gruppen von Rochenfischen, zu denen fast alle Fische der Welt gehören. Sie verwendeten statistische Methoden, um zu rekonstruieren, wie oft sich die Biolumineszenz unabhängig voneinander entwickelte. Diese Methoden schätzten auch, wie lange es her ist, dass verschiedene Abstammungslinien auseinander gingen und wann die Biolumineszenz ihre Evolutionsgeschichte aufhellte.
Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Biolumineszenz bei 14 großen Fischgruppen 27-mal unabhängig entwickelte und 150 Millionen Jahre bis in die frühe Kreide zurückreicht. Von diesen Ereignissen sind 17 das Ergebnis einer Symbiose mit Licht produzierenden Bakterien, obwohl die Forscher herausfanden, dass insgesamt mehr Fischarten ihr eigenes Licht produzieren, anstatt sich auf Bakterien zu verlassen.
"Dies ist die umfassendste wissenschaftliche Veröffentlichung zur Verbreitung der Biolumineszenz von Fischen, die jemals verfasst wurde, und die Autoren zeigen, dass sich die Biolumineszenz viel häufiger unabhängig entwickelt hat als bisher angenommen", sagt Prosanta Chakrabarty, Kuratorin für Fische am Louisiana State University Museum of Natural Science. wer war nicht an der Forschung beteiligt. "Nachdem dieses Papier das Rätsel um die Verbreitung der Lumineszenz in Fischen gelöst hat, können wir uns fragen, wie sich die Biolumineszenz entwickelt hat - eine der größten Fragen in der Naturgeschichte - und wie jede unabhängige Evolution anders war."
