進化過程を逆算する
日本の研究者たちが着目したのは、現代のホタルの多様な発光酵素の構造でした。
現代の様々な色は、上の図が示すように、最古のホタルが持っていた発光酵素から長い時間をかけて系統樹が枝分かれしながら変化（進化）を行った結果うまれたものです。
研究者たちはこの構造変化を、コンピュータを使って系統樹の葉先から根元に向けて逆算することを思いつきました。
この逆算は「先祖配列復元」と呼ばれる手法（計算科学）であり、進化を研究する分野では古代のヘモグロビンやインスリンなどの構造を復元する手段として使われています。
研究者たちがこの手法を用いて、系統樹を限界まで遡った結果、1億年よりも前の最も古い発光酵素の構造を逆算することに成功します。
得られた計算結果を元に発光酵素（ルシフェラーゼ）を合成すると、意外な色が現れました。
研究者たちが計算結果を元に最古の発光酵素を合成して発光させたところ、意外なことに弱々しい「赤い光」を放ったのです。
ただこの時代（1億年よりさらに前）、ホタルの先祖たちは、まだホタル科として独立していませんでした。
この事実は、現存する全てのホタルが「無名の赤く光る虫」から進化したことを意味します。
生物の世界では赤色は自身に毒があることを示す警告色として知られており、光ることで目立つリスクを相殺していたと考えられます。
ですが時間が経過して1億年前になると状況が変わります。
「無名の赤く光る虫」たちの勢力が拡大して「ホタル科」として独立し事実上、最古のホタルが誕生したのです。
研究者たちがこの時期（1億年前）のホタルたちの発光酵素を調べると、興味深いことに「赤色」から「深い緑色」を発する構造へと変化していました。
なぜ、ホタルたちは光の色を変えたのでしょうか？
