在“冰桶挑战”的帮助下进行的一项研究表明，细菌利用它们体内的24小时时钟来预测新季节的到来。
这一发现可能对理解昼夜节律(生物钟的分子版本)在物种适应气候变化中所起的作用具有深远的意义，从迁徙的动物到开花的植物。
这一发现背后的团队在恒定的温暖温度下给蓝绿藻(蓝藻)种群不同的人工白昼长度。盘子上的样品接受短日、春分日(光照和黑暗相等)或长日，为期8天。
经过这种处理后，将蓝藻浸入冰中两小时，并监测其存活率。
连续暴露在短时间内(8小时光照和16小时黑暗)以准备冰挑战的样本获得了75%的存活率，比未以这种方式启动的菌落高出三倍。
短暂的一天不足以增强细菌的抗寒能力。仅仅过了短短几天，最好是六到八天，细菌的生存机会才显著提高。
在蓝藻中，构成生物钟的基因被移除，无论白天的长短，存活率都是一样的。这表明，光周期(测量昼夜周期并改变人体生理以预测即将到来的季节的能力)对于细菌为新季节或气候变化等长期环境变化做好准备至关重要。
“研究结果表明，自然界中的细菌使用它们的内部时钟来测量一天的长度，当短天的数量达到一定程度时，就像它们在秋天一样，它们会‘切换’到不同的生理状态，以应对即将到来的冬季挑战。”该研究的第一作者Luísa Jabbur博士解释说，当这项研究进行时，他是田纳西州范德比尔特大学Carl Johnson教授实验室的研究员，现在是John Innes中心的BBSRC发现研究员。
约翰逊实验室从机械和生态的角度研究蓝藻的生物钟有着悠久的历史。
先前的研究表明，细菌有一种生物钟，可以让它们测量昼夜长度的差异，这提供了一种进化优势。
这项发表在《科学》杂志上的研究首次表明，细菌的光周期已经进化到可以预测季节的变化。
基于这些发现，一个全新的科学探索领域正在等待着我们。一个关键的问题是:一个寿命在6到24小时之间的有机体是如何进化出一种机制，使它不仅能够对未来的情况做出反应，而且能够预测未来的情况?
贾布尔博士说:“这就像它们向子细胞和孙女细胞发出信号，传递白天越来越短的信息，你需要做点什么了。”
Jabbur博士和他在John Innes中心的同事们，作为BBSRC发现奖学金的一部分，将把蓝藻作为一种快速繁殖的模式物种，以了解在气候变化期间其他物种的光周期反应是如何进化的，并有希望应用于主要作物。
这项工作的一个关键部分将是更多地了解分子记忆系统，通过该系统，信息在物种中代代相传。研究将调查化合物在短白天夜间积累的可能性，作为触发不同生理或表型变化的分子开关。
对于贾布尔博士来说，尽管她的科学导师、论文的通讯作者卡尔·约翰逊(Carl Johnson)教授最初对她持怀疑态度，但这些发现相当于她职业生涯早期的科学突破。
“卡尔不仅是一个迷人的人，也是一个鼓舞人心的人，他还在纳什维尔交响合唱团唱歌，他有一种歌剧般的笑声!贾布尔博士说:“当我第一次提出我对冰的挑战的想法时，这个想法在系里得到了广泛的反响，我想看看光周期是否是蓝藻的自然元素的线索。”
“公平地说，他让我去尝试一下，我走的时候，他给我看了他门上的一个牌子，上面引用了弗兰克·韦斯特海默(Frank westtheimer)的话:进步是由年轻科学家取得的，他们进行了老科学家认为行不通的实验。”
“第一次确实奏效了。然后我重复实验。看着一组上面有细菌的盘子，意识到在那一刻你知道了别人不知道的事情，这是一件非常珍贵的事情。”
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评论列表（4条）
我是利天创世的签约作者“韩雪琳”！
希望本篇文章《“冰桶挑战”揭示细菌如何预测季节变化的奥秘》能对你有所帮助！
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