Une équipe de recherche japonaise a fait des découvertes remarquables sur les anciennes horloges circadiennes des cyanobactéries, révélant comment ces micro-organismes se sont adaptés à la période de rotation changeante de la Terre. Publiée dans Nature Communications le 15 mai 2025, l'étude remonte à plus de trois milliards d'années d'évolution moléculaire.
Les cyanobactéries, essentielles à la Grande Oxydation, possèdent des protéines Kai qui entraînent des cycles rythmiques. Les chercheurs ont reconstitué des protéines Kai ancestrales, découvrant que les premières formes présentaient des rythmes plus rapides, correspondant aux preuves de journées plus courtes dans le passé de la Terre. Ces anciennes horloges conservent efficacement un enregistrement biologique de l'évolution rotationnelle de la Terre.
Autour d'événements mondiaux cruciaux, les protéines Kai ont développé une complexité accrue, améliorant la précision de l'oscillateur pour correspondre à la rotation actuelle de la Terre de 24 heures. Cette adaptation a assuré une efficacité photosynthétique maximale. Les résultats ont des implications pour la biologie synthétique et l'astrobiologie, permettant potentiellement l'ingénierie de cyanobactéries optimisées pour la capture d'énergie sur des planètes avec des périodes de rotation différentes.
"L'évolution imbriquée des horloges internes de la vie et des cycles planétaires de la Terre illustre le couplage profond entre la biologie et la géophysique", a déclaré Atsushi Mukaiyama, professeur associé à l'Université préfectorale de Fukui. Cela pourrait révolutionner les stratégies de bio-ingénierie d'organismes adaptés aux environnements extraterrestres, jouant un rôle crucial dans l'exploration spatiale future.
La recherche met en évidence comment des changements moléculaires progressifs ont permis aux organismes de s'adapter aux cycles environnementaux à l'échelle planétaire. Cela relie le monde microscopique de la dynamique des protéines aux phénomènes géophysiques macroscopiques. L'étude incite les biologistes, les géoscientifiques et les astrobiologistes à considérer les liens complexes entre la vie et la planète de manière transformatrice.