日本研究團隊發現了關於古代藍藻晝夜節律時鐘的非凡見解，揭示了這些微生物如何適應地球不斷變化的自轉週期。這項研究於2025年5月15日發表在《自然通訊》上，回顧了超過30億年的分子進化。
藍藻對於大氧化事件至關重要，它們擁有驅動節律週期的Kai蛋白。研究人員重建了祖先Kai蛋白，發現早期形式表現出更快的節律，與地球過去較短的日長證據相符。這些古代時鐘有效地保存了地球自轉演化的生物記錄。
在關鍵的全球事件前後，Kai蛋白進化出更高的複雜性，增強了振盪器的精度，以匹配現代地球的24小時自轉。這種適應確保了最大的光合作用效率。這些發現對合成生物學和天體生物學具有重要意義，可能使人們能夠對藍藻進行工程改造，使其優化用於在具有不同自轉週期的行星上捕獲能量。
福井縣立大學副教授向山敦史說：“生命內部時鐘與地球行星週期相互交織的演變，體現了生物學和地球物理學之間的深刻聯繫。”這可能會徹底改變生物工程改造適應外星環境的生物體的策略，在未來的太空探索中發揮關鍵作用。
該研究強調了微小的分子變化如何使生物體適應行星尺度的環境週期。這架起了蛋白質動力學的微觀世界與宏觀地球物理現象之間的橋樑。這項研究激勵生物學家、地球科學家和天體生物學家以變革性的方式思考生命與行星之間錯綜複雜的聯繫。