Ice Bucket Challenge внес вклад в науку — как бактериям удается предвидеть смену времен года

Открытие, описанное в журнале Science, может иметь глубокие последствия для понимания роли циркадных ритмов в адаптации видов к изменению климата, от мигрирующих животных до цветущих растений.

Ученые искусственно организовали популяциям сине-зеленых водорослей различную длину дня при постоянной теплой температуре: короткие, длинные и с одинаковой продолжительностью дня и ночи. После этого цианобактерии погружали на два часа в лед и следили за их выживаемостью.

Образцы цианобактерий, которые подвергли последовательности коротких дней (8 часов света, 16 часов темноты) достигли выживаемости 75% — в три раза выше остальных. Одного дня при этом было недостаточно, но недели — вполне.

У тех водорослей, у которых удалили гены, отвечающие за биологические часы, выживаемость от длины дня никак не зависела. Это означает, что фотопериодизм имеет решающее значение для подготовки бактерий к долгосрочным изменениям окружающей среды.

Ведущий автор исследования Луиза Джаббур пояснила: бактерии используют внутренние часы для измерения длины дня. Когда количество коротких дней достигает определенной отметки, они «переключаются» на «зимнюю» физиологию.

Главный вопрос: как организм с продолжительностью жизни от 6 до 24 часов развивает механизм, который позволяет ему не просто реагировать на будущие условия, но и предвидеть их? По словам Джаббур, бактерии каким-то образом передают потомкам сведения о том, что дни становятся короче, и скоро наступит зима.

Как именно работает этот механизм, надеются выяснить в дальнейших исследованиях, основанных на полученных данных. Ученые надеются, что в будущем они смогут принести практическую пользу в сельском хозяйстве.

Джаббур, для которой работа стала прорывом в карьере, рассказала, что ее научный руководитель Карл Джонсон поначалу отнесся к гипотезе скептически и даже посмеялся, но сказал пойти и проверить. Когда она уходила, Джонсон показал ей на табличку с цитатой Фрэнка Вестхаймера: «Прогресс достигается молодыми учеными, проводящими эксперименты, которые, по мнению старых ученых, не сработают».