Японская исследовательская группа сделала замечательные открытия о древних циркадных часах цианобактерий, раскрыв, как эти микроорганизмы адаптировались к изменяющемуся периоду вращения Земли. Опубликованное в Nature Communications 15 мая 2025 года исследование охватывает более трех миллиардов лет молекулярной эволюции.
Цианобактерии, имеющие решающее значение для Великой кислородной катастрофы, обладают белками Kai, которые приводят в движение ритмические циклы. Исследователи реконструировали предковые белки Kai, обнаружив, что ранние формы демонстрировали более быстрые ритмы, что соответствует доказательствам более коротких дней в прошлом Земли. Эти древние часы эффективно сохраняют биологическую запись эволюции вращения Земли.
Вокруг ключевых глобальных событий белки Kai развили повышенную сложность, повысив точность осциллятора, чтобы соответствовать современному 24-часовому вращению Земли. Эта адаптация обеспечила максимальную фотосинтетическую эффективность. Результаты имеют значение для синтетической биологии и астробиологии, потенциально позволяя разрабатывать цианобактерии, оптимизированные для захвата энергии на планетах с разными периодами вращения.
"Взаимосвязанная эволюция внутренних часов жизни и планетарных циклов Земли иллюстрирует глубокую связь между биологией и геофизикой", - сказал Ацуши Мукаяма, доцент Университета префектуры Фукуи. Это может революционизировать стратегии биоинженерии организмов, адаптированных к внеземным средам, играя решающую роль в будущих космических исследованиях.
Исследование показывает, как постепенные молекулярные изменения позволили организмам адаптироваться к экологическим циклам планетарного масштаба. Это связывает микроскопический мир динамики белков с макроскопическими геофизическими явлениями. Исследование вдохновляет биологов, геологов и астробиологов рассматривать сложные связи между жизнью и планетой преобразующими способами.