Японська дослідницька група зробила дивовижні відкриття щодо стародавніх циркадних годинників ціанобактерій, розкриваючи, як ці мікроорганізми адаптувалися до еволюційного періоду обертання Землі. Дослідження, опубліковане в Nature Communications 15 травня 2025 року, повертає нас на понад три мільярди років молекулярної еволюції.
Ціанобактерії, вирішальні для Великої кисневої події, мають білки Kai, які керують ритмічними циклами. Дослідники реконструювали білки Kai предків, виявивши, що ранні форми демонстрували швидші ритми, що відповідає доказам коротших днів у минулому Землі. Ці стародавні годинники ефективно зберігають біологічний запис обертальної еволюції Землі.
Навколо ключових глобальних подій білки Kai розвинули більшу складність, підвищуючи точність осцилятора, щоб відповідати 24-годинному обертанню сучасної Землі. Ця адаптація забезпечила максимальну ефективність фотосинтезу. Результати мають наслідки для синтетичної біології та астробіології, потенційно дозволяючи інженерію ціанобактерій, оптимізованих для захоплення енергії на планетах з різними періодами обертання.
«Взаємопов’язана еволюція внутрішніх годинників життя та планетарних циклів Землі є прикладом глибокого зв’язку між біологією та геофізикою», — сказав Ацуші Мукаяма, доцент Університету префектури Фукуї. Це може революціонізувати стратегії біоінженерії організмів, адаптованих до позаземних середовищ, відіграючи вирішальну роль у майбутніх дослідженнях космосу.
Дослідження підкреслює, як поступові молекулярні зміни дозволили організмам адаптуватися до екологічних циклів планетарного масштабу. Це поєднує мікроскопічний світ динаміки білків з макроскопічними геофізичними явищами. Дослідження надихає біологів, геологів і астробіологів розглядати складні зв’язки між життям і планетою трансформаційними способами.