Sebuah tim peneliti Jepang telah mengungkap wawasan luar biasa tentang jam sirkadian kuno cyanobacteria, mengungkapkan bagaimana mikroorganisme ini beradaptasi dengan periode rotasi Bumi yang terus berubah. Diterbitkan di Nature Communications pada 15 Mei 2025, penelitian ini memutar balik lebih dari tiga miliar tahun evolusi molekuler.
Cyanobacteria, yang penting untuk Peristiwa Oksidasi Besar, memiliki protein Kai yang mendorong siklus ritmis. Para peneliti merekonstruksi protein Kai leluhur, menemukan bahwa bentuk awal menunjukkan ritme yang lebih cepat, cocok dengan bukti hari yang lebih pendek di masa lalu Bumi. Jam kuno ini secara efektif menyimpan catatan biologis evolusi rotasi Bumi.
Di sekitar peristiwa global penting, protein Kai mengembangkan kompleksitas yang meningkat, meningkatkan presisi osilator agar sesuai dengan rotasi 24 jam Bumi modern. Adaptasi ini memastikan efisiensi fotosintetik maksimal. Temuan ini memiliki implikasi untuk biologi sintetis dan astrobiologi, yang berpotensi memungkinkan rekayasa cyanobacteria yang dioptimalkan untuk penangkapan energi di planet dengan periode rotasi yang berbeda.
"Evolusi yang saling terkait antara jam internal kehidupan dan siklus planet Bumi mencontohkan keterkaitan mendalam antara biologi dan geofisika," kata Atsushi Mukaiyama, Profesor Madya di Universitas Prefektur Fukui. Ini dapat merevolusi strategi untuk bioteknologi organisme yang diadaptasi ke lingkungan luar bumi, memainkan peran penting dalam eksplorasi ruang angkasa di masa depan.
Penelitian ini menyoroti bagaimana perubahan molekuler bertahap memungkinkan organisme untuk beradaptasi dengan siklus lingkungan skala planet. Ini menjembatani dunia mikroskopis dinamika protein dengan fenomena geofisika makroskopis. Studi ini menginspirasi ahli biologi, geosaintis, dan astrobiologi untuk mempertimbangkan hubungan rumit antara kehidupan dan planet dengan cara yang transformatif.