„Ledeni izazov“ otkriva da modrozelene alge mogu predvideti godišnja doba

Foto: Wikipedia/Luke Thompson from Chisholm Lab and Nikki Watson from Whitehead, MIT

Ovo otkriće može imati dalekosežne posledice po razumevanje uloge koju cirkadijalni ritmovi – molekularna vezija časovnika – igraju u prilagođavanju vrsta na klimatske promene, od migriranja životinja do cvetanja biljaka, piše Science Daily.

Istraživači su populacije modrozelenih algi (cijanobakterija) izložili različitim dužinama veštačkog dana sa stalnom toplom temperaturom. Uzorci su u periodu od osam dana izlagani ili kratkim danima, ekvinocijskim danima (jednako trajanje obdanice i noći) ili dugim danima.

Preporučujemo

Nakon tog tretmana, modrozelene alge su ubačene u led na dva sata i praćene su stope preživljavanja.

Uzorci koji su pre ledenog izazova bili izloženi nizu kratkih dana (osam sati svetlosti i 16 sati mraka) ostvarili su stope preživljavanja od 75%, do tri puta veće nego kolonije koje nisu bile pripremljene na taj način.

Jedan kratak dan nije bio dovoljan da se poveća otpornost bakterija na hladnoću. Tek nakon nekoliko kratkih dana, optimalno šest do osam, šanse bakterija za preživljavanje su se značajno popravile.

Kod cijanobakterija čiji geni koji čine njihov biološki sat su bili uklonjeni stope preživljavanja bile su iste bez obzira na dužinu dana. To ukazuje da je fotoperiodizam (sposobnost merenja ciklusa dana i noći i promene fiziologije u očekivanju predstojeće sezone) bitan u pripremanju bakterija za dugoročnije promene životne sredine kao što su novo godišnje doba ili promene klime.

„Nalazi pokazuju da bakterije u prirodi koriste svoje unutrašnje satove radi merenja dužine dana i kad broj kratkih dana dostigne izvesni nivo, kao na jesen, one se ‘prebace’ na drugačiju fiziologiju u očekivanju zimskih izazova koji predstoje“, objašnjavaju istraživači sa Univerziteta Vanderbilt u Tenesiju.

Tamošnja laboratorija profesora Karla Džonsona ima dugu istoriju proučavanja biološkog časovnika cijanobakterija, i sa mehaničkog i sa ekološkog aspekta.

Ranije studije su pokazale da bakterije imaju biološki sat koji im omogućava da mere razlike u dužini dana i noći, dajući im evolucionu prednost.

Nova studija je prva koja pokazuje da je fotoperiodizam kod bakterija evoluirao da predviđa promene godišnjih doba.

Ključno pitanje je kako organizam čiji život traje između šest i 24 sata razvija mehanizam koji mu omogućava ne samo da reaguje na, već i da anticipira, buduće uslove.

„Kao da signaliziraju svojim ćelijama ćerkama i ćelijama unukama, prenoseći informaciju da dani postaju kratki, da treba da urade nešto“.

Istraživači iz Centra za botaniku i mikrobiologiju Džon Ines u Norviču u Engleskoj koriste cijanobakterije kao model za razumevanje kako bi fotoperiodične reakcije mogle evoluirati kod drugih vrsta tokom klimatskih promena, nadajući se primenama kod važnih useva.

Ključni deo tog istraživanja biće bolje razumevanje molekularnih memorijskih sistema putem kojih se informacije prenose sa generacije na generaciju. Biće ispitana mogućnost da akumulacija jedinjenja tokom noći kad su dani kratki funkcioniše kao molekularni okidač prelaza u drugačiju fiziologiju ili fenotip.

(Telegraf Nauka/Science Daily)