La maggior parte degli abitanti della terra hanno familiarità con la bioluminescenza solo nel contesto delle lucciole. Ma questo fenomeno naturale è molto più diffuso di quanto lasciano intendere quelle meraviglie alate. La stragrande maggioranza delle creature bioluminescenti del pianeta si trova in realtà nell'oceano, dai batteri alle meduse agli squali.
Ma mentre gli scienziati sapevano che molti pesci sono bioluminescenti, potevano solo immaginare quanto sia comune la produzione di luce tra quegli animali. Ora, una nuova ricerca rivela risultati sorprendenti: fino all'80% dei pesci con pinne di raggio che vivono in acque libere - dalla rana pescatrice che abita in acque profonde ai pesci con torcia che vivono nella barriera corallina - producono la propria luce. Inoltre, il fenomeno si è evoluto in modo indipendente in quel gruppo 27 volte. Come riportato dai ricercatori in PLOS ONE, questa prevalenza inaspettatamente elevata implica che, per i pesci, produrre la propria luce è più di un semplice trucco, ma deve anche presentare vantaggi significativi.
"Il fatto che la bioluminescenza si sia evoluta così tante volte indica che serve una forte importanza biologica", afferma Matthew Davis, un biologo della St. Cloud State University nel Minnesota che ha guidato lo studio. "Pensiamo anche che la ripetuta evoluzione della bioluminescenza sia stata fondamentale per la diversificazione delle specie [in] ambienti di acque profonde e di acque profonde".
Per un pesce, l'atto effettivo dell'illuminazione dipende da una miscela di sostanze chimiche fai-da-te il cui risultato finale sono i fotoni, oppure collaborando con batteri utili che si occupano dell'illuminazione in cambio di un riparo. I pesci fanno affidamento sulla bioluminescenza per una serie di compiti importanti, dalla ricerca di prede all'evitare di diventare prede, e alla ricerca di compagni per comunicare attraverso specifici schemi lampeggianti, come le lucciole. "È eccitante perché se si hanno cambiamenti nella comunicazione con la luce, allora si ha il potenziale per isolamenti genetici", afferma Davis.
La varietà di modi in cui si manifesta la bioluminescenza include organi oculari speciali che aiutano i ragazzini a individuare predatori, bilancieri i cui punti finali luminosi fungono da esche artificiali e contro-illuminazione, o usando la bioluminescenza per nascondere una sagoma scura contro la luce che scorre verso il basso. E alcune specie evolutivamente pronte all'uso sparano anche escrementi bioluminescenti per distrarre i predatori.
Un uomo di mezza nave (Porichthys) che emette luce dai fotofori ventrali. Oltre a brillare in modo attraente, il pesce di mezza nave è anche famoso per i suoi forti ronzii usati nel corteggiamento. (Matt Davis) 
Il pesce torcia prende il nome dai batteri che emettono luce che si trovano negli organi sotto i suoi occhi. (Matt Davis) 
Un pesce drago dal ventre nero (Stomias atriventer) ha fotofori bioluminescenti sul ventre. (Leo Smith) 
Un pesce drago nero conservato (Idiacanthus) con barbo bioluminescente. (Matt Davis) 
Un pesce palla d'argento con ventre bioluminescente. (Leo Smith) Mentre precedenti sondaggi avevano identificato gruppi di pesci bioluminescenti, nessuno ha mai esaminato il fenomeno nel contesto della storia evolutiva di tutti. Davis e i suoi colleghi hanno analizzato un frammento mitocondriale e dieci frammenti di geni nucleari, acquisiti attraverso studi passati e database aperti, per 301 gruppi tassonomici di pesci pinna-raggio, un gruppo che comprende quasi tutti i pesci del mondo. Hanno usato metodi statistici per ricostruire quante volte la bioluminescenza si è evoluta in modo indipendente. Questi metodi hanno anche stimato quanto tempo fa divergessero vari lignaggi e quando la bioluminescenza illuminò la loro storia evolutiva.
I risultati hanno rivelato che la bioluminescenza si è evoluta in modo indipendente 27 volte tra 14 grandi gruppi di pesci, risalente a 150 milioni di anni prima del Cretaceo. Di questi eventi, 17 di questi sono il risultato della simbiosi con batteri che producono luce, sebbene i ricercatori abbiano scoperto che un maggior numero complessivo di specie di pesci produce la propria luce piuttosto che fare affidamento sui batteri.
"Questa è la pubblicazione scientifica più completa sulla distribuzione della bioluminescenza dei pesci mai scritta e gli autori mostrano che la bioluminescenza si è evoluta in modo molto più indipendente di quanto si pensasse in precedenza", afferma Prosanta Chakrabarty, curatrice dei pesci presso il Museo di scienze naturali dell'Università della Louisiana, che non era coinvolto nella ricerca. "Ora che questo articolo risolve il mistero di quanto sia diffusa la luminescenza nei pesci, possiamo iniziare a chiederci come si sia evoluta la bioluminescenza - che rimane una delle maggiori domande nella storia naturale - e in che modo ogni evoluzione indipendente era diversa."
