Ученые определили продолжительность суток на древней Земле с помощью бактерий

Японские исследователи выяснили, что у предков современных цианобактерий уже миллиарды лет назад существовали примитивные биологические часы, которые со временем «настроились» на суточный ритм Земли. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).

Цианобактерии — древнейшие фотосинтезирующие организмы, сыгравшие ключевую роль в насыщении атмосферы кислородом. Ученые из Префектурального университета Фукуи и Института молекулярной науки исследовали белки KaiA, KaiB и KaiC, которые управляют циркадными ритмами этих бактерий. Они воссоздали в пробирке «биологические часы» и сравнили работу современных и древних белков.

Оказалось, что у древних цианобактерий ритм составлял 18-20 часов — именно таким, по оценкам исследователей, был день на Земле несколько миллиардов лет назад. Это означает, что молекулы белков сохранили «память» о скорости вращения планеты.

«Мы хотели понять, когда и как древние бактерии научились «предсказывать» смену дня и ночи, чтобы максимально эффективно проводить фотосинтез», — рассказал руководитель проекта Ацуши Мукаияма.

Ученые выяснили, что древнейшие белки KaiC не обладали ритмической активностью, но с течением времени — особенно во время климатических катастроф — они эволюционировали и приобрели способность к самоподдерживающимся колебаниям.

«Цианобактерии долго настраивали свои биочасы на 24-часовой ритм, но мы надеемся, что в будущем сможем ускорить этот процесс — и создать организмы с биологическими часами, адаптированными к другим планетам», — добавил профессор Сюдзи Акияма.